Лаборатория «Металлические материалы с пространственно-градиентной структурой»

1. Сформулированы принципы определения критического состояния структурных материалов при монотонных и циклических нагружениях на основе современного метода акустической эмиссии.

2. Разработаны новые алгоритмы локации источника сигнала акустической эмиссии, надежных методов анализа сигнала и больших потоков информации.
3. Предложены новые методики мониторинга работоспособности и определения критического состояния деталей вращения при трении.
4. Предложены программно-аппаратные схемы создания перспективной мониторинговой и диагностической аппаратуры для определения раннего возникновения дефектов и нарушения нормальной работы статических объектов промышленности, в том числе высокоответственных, опасных объектов, находящихся под большими нагрузками, а также различных механических динамических систем. Создан прототип подобной системы.
5. Экспериментально доказано существование линейных дефектов дислокационного типа в металлических стеклах.
6. Разработаны феноменологические модели акустической эмиссии при пластической деформации металлов и сплавов на основе неравновесной термодинамики и дислокационной кинетики.
7. Разработаны новые методы количественной фрактографии для оценки влияния водорода и характеристики процесса разрушения.
8. Показана связь микроструктуры с процессами транспорта водорода и водородного охрупчивания, раскрыты многие детали значимости процесса пластической деформации в механизмах водородного охрупчивания.
9. Получены экспериментальные данные в области механического поведения и усталости нового класса высокопрочных металлических материалов с ультрамелкозернистой и нанокристаллической структурой, получаемой методами больших пластических деформаций.
10. Предложены новые теоретические модели структурообразования при интенсивных пластических деформациях и модели механического поведения полученных таким образом объемных наноструктурных материалов.
11. Исследовано устройство механического поведения магниевых сплавов, в которых ключевая роль отводится взаимодействию дислокаций и механических двойников.
12. Предложена новая микроструктурно обоснованная модель описания процесса деформирования магниевых сплавов с учетом исследованной кинетики двойникования.
13. Сформулированы основные требования к микроструктуре и свойствам магниевых сплавов, необходимым для биомедицинских применений.
14. Получены некоторые образцы сплавов с уникальными, ранее недостижимыми уровнями прочностных и усталостных свойств.
15. Разработаны биорезорбируемые магниевые сплавы медицинского назначения с уникальным комплексом механических, технологических и эксплуатационных свойств.
16. Разработан пожаробезопасный литейный магниевый сплав повышенной прочности.
17. Установлены основные особенности явления коррозионного растрескивания под напряжением в магниевых сплавах.
18. Разработана модель коррозионно-усталостного разрушения магниевых сплавов.
19. Разработана новая методика оценки коррозионной повреждаемости материалов на основе метода конфокальной лазерной сканирующей микроскопии.

Внедрение результатов исследования:

• Результаты разработки технической документации на изготовление интеллектуальных систем мониторинга опасных производственных объектов переданы малому инновационному предприятию ООО «ЛАЭС», созданному в рамках постановления Правительства РФ № 217.
  
• На основе разработанных в Лаборатории биорезорбируемых магниевых сплавов впервые в России в Тольяттинском государственном университете начато создание Технологического участка полного цикла изготовления биорезорбируемых имплантатов. Начало производства за планировано на октябрь 2023 г.

Образование и переподготовка кадров:

• Защиты: 8 кандидатских диссертаций и свыше 60 бакалаврских и магистерских выпускных квалификационных работ.
• Проведены 6 Международных школ «Физическое материаловедение», в которых приняли участие свыше 1800 человек, в том числе с повышением квалификации свыше 100 человек.
• Выпущены шесть томов учебного пособия «Перспективные материалы».

Организационные и инфраструктурные преобразования:

• На базе лаборатории создан Научно-исследовательский институт прогрессивных технологий (НИИПТ), который включает 5 научно-исследовательских отделов, Испытательный центр и Научно-аналитический центр физико-химических и экологических исследований. В настоящее время на базе НИИПТ создается Технологический участок для отработки технологий изготовления новых материалов.
• Лаборатория аккредитована в системе Ростехнадзора и в Международной системе «Аналитика». Среди получателей услуг Лаборатории по оценке качества материалов и изделий из них, а также проведению технических экспертиз по выявлению причин аварий и брака свыше 200 предприятий РФ.

Сотрудничество:

• Университет Кумамото (Япония): совместный проект в рамках Федеральной целевой программы, проведение ежегодных совместных японо-российских семинаров, совместные научные публикации. Между Университетами Кумамото и Тольятти заключен Меморандум о сотрудничестве по магниевой тематике.
• Сеульский государственный университет (Южная Корея), Университет Фрайберга (Германия), Карлов университет (Чехия): совместные проекты в рамках Федеральной целевой программы, совместные научные публикации.