Новости

В начале июля 2008 г.  в г. Глазов прошел всероссийский научно-практический семинар «Керамика на основе диоксида циркония: технологии синтеза, свойства и перспективные области применения», организаторами которого выступили российский производитель ядерного топлива – Корпорация «ТВЭЛ», и ее дочернее предприятие – ОАО «Чепецкий механический завод».

Целью семинара стал обмен информацией по последним достижениям в технологии синтеза порошков на основе диоксида циркония и производства изделий из них. 95 человек-участников из ключевых научных и индустриальных центров страны  посетили действующее производство технической керамики ЧМЗ.

Корпорация «ТВЭЛ» уделяет большое внимание развитию наукоемких производств новых и перспективных керамических материалов и востребованных рынком изделий из них. В настоящее время в ОАО «ЧМЗ» существует единственный в России опытный участок по производству диоксида циркония, порошков для плазменного напыления, изделий из твердых электролитов. Существующие производственные мощности загружены полностью. Исследования рынка показали необходимость расширения производства диоксида циркония, в том числе и стабилизированного, а также изделий из него.

Одним из типов ТЭ являются ТОТЭ (твердооксидные топливные элементы) с керамическим оксидным электролитом из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия. Такие топливные элементы позволяют непосредственно превращать химическую энергию топлива в электрическую с коэффициентом полезного действия свыше 50%. Главные проблемы, которые предстоит решить для развития этого вида энергетики – это повышение срока службы и эффективности работы, снижение рабочей температуры и стоимости энергетических устройств на основе топливных ячеек. 

Проблема получения оксидных нанопорошков решается в мировой практике самыми разнообразными методами (раздельно и в комбинациях). Наиболее распространенными являются: метод осаждения из растворов солей, гидротермальный метод, распылительный пиролиз, золь-гель процесс, аэрозольный метод, плазмо-химический метод, лазерный синтез, механические методы, обработка исходных материалов в факеле пламени, химические газофазные методы конденсации и другие. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки, выбор метода получения нанопорошков диктуется перечнем свойств, которые необходимо получить в итоговом материале.

Тенденция развития мирового рынка циркониевой керамики  указывает на  расширение спроса на нанопорошки из диоксида циркония.  Нанопорошки из диоксида циркония, обладающие уникальным сочетанием свойств, находят все более широкое применение в энергетике, металлургии, угольной и химической промышленности, авиационно-космической технике, электронике и медицине.

Диоксид циркония обладает уникальным сочетанием разнородных свойств: высокой прочностью, трещиностойкостью и износостойкостью, термостойкостью, химической устойчивостью и стабильностью к излучениям, ионной проводимостью, биологической совместимостью и др. Это определяет его широкое применение в различных отраслях промышленности и позволяет ожидать необычных эффектов в свойствах материалов на его основе при переходе к наноструктурному состоянию.  Так, в области оксидной керамики снижение размеров частиц исходного порошка от микро- до нанометров позволяет не только повысить плотность и улучшить механические характеристики керамических материалов, но и  существенно изменить их физические свойства, при этом изменения затрагивают основные характеристики твердого тела.

Использование стабилизированных нанопорошков диоксида циркония в производстве ТОТЭ дает целый ряд преимуществ (что в итоге приводит к сокращению удельных затрат стоимости вырабатываемой энергии), а именно:

• Повышение ионной проводимости электролита
• Увеличение каталитической способности анода и катода
• Снижение температуры спекания
• Уменьшение поляризационных потерь на интерфейсе катод-электролит
• Гомогенность распределения легирующих добавок
• Возможность формировать очень тонкие пленки (10-15 мкм) и другие.
  

Комплексная программа развития корпорации «ТВЭЛ» до 2020 года предусматривает существенное увеличение производства и расширение номенклатуры выпускаемой продукции. Для решения этих задач в ОАО «ЧМЗ» имеются ресурсы, сырьевая база, квалифицированный научно-исследовательский и технологический персонал с достаточным опытом работы в данном направлении.

Выступая перед собравшимися учеными на семинаре в Глазове, Сергей Сухарев, генеральный директор ОАО «ЧМЗ», среди преимуществ завода выделил мощную производственную базу и высокий научный потенциал сотрудников: «Многие разработки применяются на заводе уже сегодня благодаря усилиям наших научных кадров. Общение в рамках нашего семинара крайне важно, и я полагаю, что высказываемые здесь идеи и предложения найдут практический результат».

Андрей Рождествин, исполнительный директор ОАО «ТВЭЛ», отметил, что «избранный Корпорацией «ТВЭЛ» инновационный пусть развития невозможен без тесного взаимодействия с научной элитой, с теми институтами, с которыми компания исторически тесно работала».

По мнению Эдхема Курумчина, заместителя директора по научной работе Института высокотемпературной электрохимии уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН), что « семинар позволит быстрее реализовать технические решения, которые есть у науки, на производстве».

По результатам семинара было принято решение провести исследования в направлении разработки технологии получения наноматериалов на основе диоксида циркония и изделий из них, а также продолжить проведение маркетинговых исследований по расширению сфер применения высокоэффективной отечественной керамической продукции.

В свою очередь, ОАО «ЧМЗ» совместно с ОАО «ТВЭЛ» продолжит практику организации проведения рабочих совещаний с представителями заинтересованных научных и производственных организаций для обсуждения предложений по совершенствованию технологии производства керамики на основе диоксида циркония и освоению производств новых видов изделий.

Научно-практические семинары Корпорации «ТВЭЛ», проводимые впервые в истории атомной отрасли современной России, уникальны как по своему масштабу, так и по значению для отечественной промышленности и науки. Это важный шаг к возрождению традиций легендарного советского Минсредмаша, передовые позиции которого ветераны отрасли объясняют смелым новаторским подходом: время «от идеи до машины» занимало всего один – два года (в отличие от других отраслей, в которых на это требовалось около семи – восьми лет).

Корпорация «ТВЭЛ» готова вкладывать значительные финансовые ресурсы в перспективные проекты, закупку оборудования, воспроизводство и наращивание кадрового потенциала отрасли, создание новых рабочих мест. Речь идет о финансировании не только научно-исследовательских и конструкторских разработок (НИОКР), но и опытно-конструкторских разработок (ОКР), а также научно-исследовательских разработок (НИР).

Читайте также: