Фундаментально-прикладные исследования в области разработки конструкционных и функциональных материалов, высокоэффективных технологий повышения их эксплуатационных свойств при работе в условиях Севера и Арктики.

Основными объектами исследований и разработок отдела являются следующие классы материалов, а также соответствующие им формирующие технологии:

• металлические монолитные материалы, получаемые методами традиционной металлургии (плавка, литье, термомеханическая обработка), – стали и сплавы;
• металлические порошковые материалы, изготовленные методами прессования, спекания, напыления, – порошковые сплавы, износостойкие покрытия;
• металломатричные композиты, синтезируемые методами прессования и спекания, – алмазосодержащие композиты с матрицей из порошковых сплавов;
• полимерные композиты, создаваемые отверждением термореактивных матриц с порошковыми, волокнистыми или листовыми наполнителями, – стекло-, базальто-, углепластики, гибридные многослойные пластики.

Важное место в деятельности отдела занимают исследования эксплуатационных разрушений различных объектов техники, оборудования, металлоконструкций. Актуальность и научная значимость этих исследований определяются недостатком знаний о закономерностях накопления поврежденности, кинетике и механизмах разрушения материалов и изделий, эксплуатирующихся в условиях Севера и Арктики. Известно, что лабораторные испытания образцов не позволяют в полной мере оценить качество материалов при работе в реальных условиях эксплуатации, тем более что длительный срок службы неизбежно ведет к изменению их свойств вследствие постепенной деградации. Экспертиза случаев аварий с техническими объектами предоставляет уникальные возможности для изучения материалов с учетом комплекса конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. Полученные данные позволяют формулировать требования к структуре материалов и совершенствовать технологические пути достижения нужных свойств через оптимизацию структуры, а также разрабатывать рекомендации по поддержанию целостности конкретных технических объектов.

Основные принципы ведения разработок

• Использование междисциплинарного подхода, объединяющего знания и методы физики, химии, механики, математики и других дисциплин.
• Принцип неразрывности материалов, технологий и условий эксплуатации, позволяющий создавать функционально-ориентированные изделия и конструкции.
• Глубокий передел исходных материалов для радикального изменения структуры и свойств конечного продукта, в том числе за счет применения технологий, основанных на сильно неравновесных процессах, использующих высокие температуры, давления, скорости и высокоактивные нано-, ультрадисперсные порошки для модифицирования структуры и фазового состояния.

Таким образом, оптимизация составов, структуры и технологических процессов при разработке материалов проводится по критериям конструкционной прочности (показателям прочности, надежности, долговечности) при учете условий эксплуатации. Это позволяет получать материалы различного назначения с функционализированной структурой, адаптированной к условиям эксплуатации, в том числе в северо-арктических регионах.

Основные методы исследования: растровая и просвечивающая электронная микроскопия, оптическая микроскопия, атомно-силовая микроскопия, спектральный анализ, рамановская спектроскопия, инфракрасная спектроскопия, рентгеноструктурный фазовый анализ, ядерный магнитный резонанс, дифференциальный термический анализ, динамический механический анализ и другие современные методы изучения и диагностики материалов.

• Получены новые экспериментально-теоретические результаты в области трибофизики и трибологии модифицированных порошковых и монолитных металлических материалов, в том числе по практически неизученным процессам изнашивания и фрикционного взаимодействия пар трения в условиях естественного холода;
• внесен вклад в анализ предельных состояний, возникающих в материалах реальных конструкций при эксплуатации – исследовано накопление и проведена оценка поврежденности металла зоны предразрушения, сформировавшейся при прохождении трещины малоцикловой усталости в лейнере газотопливного баллона, разрушившегося при работе в криолитозоне;
• получены приоритетные результаты в области синтеза, изучения строения и характеристик природного наноалмаза, термического модифицирования его поверхностного функционального слоя для решения разнообразных прикладных задач;
• разработаны новые подходы к созданию высокоэффективных алмазно-твердосплавных композитов для алмазного инструмента, обеспечивающие в одном технологическом цикле спекания возможность усиления химических связей между матрицей и алмазом за счет термодиффузионной металлизации алмаза, а также улучшение диффузионно-механического закрепления алмазного зерна за счет реализации условий для самодозируемой пропитки легкоплавкими металлами и сплавами;
• достигнуты новые фундаментально-прикладные результаты в изучении формирования структуры армированных непрерывными волокнами композитных материалов с наномодифицированной термореактивной матрицей во взаимосвязи с реализуемыми свойствами и устойчивостью к природно-климатическим факторам Севера и Арктики, что составляет основу научно-обоснованного подхода к разработке ключевых принципов создания конструкционных полимерных композитов для работы на северо-арктических территориях;
• Выявлены механизмы влияния наноразмерных модификаторов и наноразмерных структурных элементов как факторов улучшения физико-механических и служебных характеристик экспериментальных газотермических покрытий, алмазометаллических и базальтопластиковых композитов.

Основные технико-эксплуатационные показатели разработанных материалов:

• Применение разработанных модифицированных порошковых материалов и технологий для газотермического напыления и лазерного легирования повышает износостойкость деталей с покрытиями в 1,5 – 2 раза.
• Служебные свойства опытных образцов алмазного инструмента многократно превышают стандартные требования и показатели промышленно выпускаемых аналогов:

- стойкость сверл при обработке гранита – более чем в 23 раза;

- стойкость сверл при обработке карбида кремния – на 27 %;

- удельная производительность алмазного правящего инструмента повысилась на 45 %.

• Изготовлены образцы алмазных правящих карандашей с матрицей из железоуглеродистых сплавов, по служебным свойствам и типоразмеру соответствующих промышленным твердосплавным, но при более чем двойной экономии алмазного сырья.
• Изготовлены алмазные композиты на бескобальтовой твердосплавной матрице с высокой твердостью, втрое превышающей аналогичный показатель традиционной вольфрамокобальтовой матрицы.
• Разработанная технология нанодиспергирования природного алмаза позволяет получать нанопорошки природного алмаза со средним размером частиц ~24 нм (преимущества природного наноалмаза по сравнению с синтетическим связаны с его более высокой твердостью и устойчивостью к механическим повреждениям).
• Разработано наномодифицированное силикатными частицами эпоксидное связующее и в промышленных условиях изготовлены базальтопластиковые арматурные стержни из базальтовых пород Якутии. По сравнению с контрольными немодифицированными стержнями, опытная арматура характеризуется увеличением модуля упругости в 2-3 раза и повышенной прочностью; наибольший эффект по росту прочности получен при статическом изгибе – до 48%.
• Базальтопластиковая арматура, изготовленная из базальтовых пород Якутии, имеет лучшую климатическую стойкость по сравнению со штатной стеклопластиковой арматурой. Деструкция в виде отслоений полимерной матрицы от волокон наполнителя в стеклопластиках наблюдается после 2 лет экспонирования в экстремально холодном климате, в базальтопластиках – после 4 лет. Соответственно, после 4 лет экспонирования прочность при растяжении у базальтопластиков снижается на 15%, у стеклопластиков – на 22%; предел прочности при изгибе у базальтопластиков снижается на 12%, у стеклопластиков – на 47%.
• Получены гибридные композиты, в которых межслойная гибридизация базальтопластика углеволокном повышает модули упругости в 2-3 раза, пределы прочности на 30%.

Техническая поддержка предприятиям и экспертиза промышленной безопасности.

В рамках внеплановой деятельности отдел оказывает широкую техническую поддержку предприятиям города и республики – выполняет металлографические исследования и технический маркировочный анализ металлопродукции, проверку ее соответствия сертификатным данным, проводит техническое диагностирование и экспертизу промышленной безопасности длительно работающего оборудования, экспертный анализ отказов и аварий различных технических объектов. Работы выполняют сотрудники, аттестованные в Единой системе оценки соответствия в области промышленной, экологической безопасности, безопасности в энергетике и строительстве.

История отдела материаловедения начинается с группы хладостойкости машин и металлоконструкций, организованной в 1961 году в составе Якутского филиала Сибирского отделения АН СССР под руководством первого из народа саха выпускника МВТУ (ныне МГТУ) им. Н.Э. Баумана, инженера-механика Яковлева Петра Гавриловича. Группа была организована для проведения научных исследований и решения практических вопросов повышения работоспособности техники и конструкций на Севере. Эти проблемы были подняты началом интенсивного освоения северо-востока страны, природа и климат которого поставили на новый уровень требования к эксплуатационной надежности и работоспособности горнодобывающей техники и автотранспорта. Сотрудники группы, а затем отдела хладостойкости машин и металлоконструкций, вели наблюдения за работой и отказами техники, различных сооружений и конструкций при низких температурах, занимались задачами материаловедения, механики, проводили лабораторные и натурные испытания.

В 1970 г. для расширения научного сопровождения программы развития промышленности республики и создания техники и конструкций, пригодных к эксплуатации в экстремальных климатических условиях, по инициативе академиков Лаврентьева М.А., Черского Н.В., Патона Б.Е. был организован Институт физико-технических проблем Севера, базовым подразделением которого стал отдел хладостойкости машин и металлоконструкций. Отдел занимался исследованиями по трем ключевым направлениям: разработка хладостойких материалов для решения проблем неприспособленности материалов к специфическим условиям низких климатических температур; совершенствование расчетных методов, использующихся при проектировании; оптимизация технологических процессов, в том числе процессов изготовления неразъемных соединений деталей и элементов конструкций методами сварки.

Впоследствии в процессе развития института и проведения реорганизации внутренней структуры отдела на базе входящей в его состав группы металлофизики была создана лаборатория новых технологических методов. Группой и лабораторией с 1979 г. по 1987 гг. руководил приглашенный на работу в ИФТПС из одного из подразделений АН СССР кандидат технических наук Тюнин Владимир Денисович, металловед, специалист в области технологий газотермического напыления и лазерной обработки покрытий деталей.

В 1987 г. лаборатория новых технологических методов была переименована в лабораторию поверхностной обработки металлов, которую возглавила доктор технических наук Болотина Наталья Павловна. Ею была разработана комплексная методология исследований и развиты материаловедческие основы процессов плазменного и газотермического напыления упрочняющих покрытий, созданы новые порошковые материалы с ультрадисперсными тугоплавкими добавками и технологические решения по получению износостойких поверхностей.

В 2000 году лаборатория поверхностной обработки металлов стала отделом материаловедения. С 1996 по 2017 годов лабораторией и отделом руководила доктор технических наук, профессор Яковлева Софья Петровна – специалист в области материаловедения, прочности и пластичности металлов. В настоящее время она осуществляет научное руководство исследованиями отдела и продолжает работу в нем на должности главного научного сотрудника.

С мая 2023 года в состав отдела материаловедения вошла группа «Технологии композиционных материалов» под руководством доктора технических наук Шарина Петра Петровича и группа «Новые материалы и технологии» под руководством кандидата технических наук Кычкина Анатолия Константиновича.

В настоящее время в отделе работает 31 сотрудник, из них научных сотрудников 19 человек, включая 1 чл.-корр. РАН, доктора технических наук; 3 доктора технических наук и 15 кандидатов технических наук. С 2017 года по настоящее время отделом руководит кандидат технических наук Васильева Мария Ильинична.

Проект FWRS 2021-0019. Разработка новых материалов для обеспечения целостности конструкций и функциональных свойств технических изделий при работе в северо-арктической зоне на основе изучения закономерностей, характеризующих физико-химические и механические взаимосвязи между составом, структурой и свойствами при модифицировании, технологических воздействиях и переходе в предельные состояния при эксплуатации. Научный руководитель Яковлева С.П., д.т.н., проф.

Приоритетное направление ПФНИ в Российской Федерации на долгосрочный период (2021-2030 годы)

1.3.2.2. Структурные исследования конденсированных сред, связь структуры и свойств

1.4.2.4. Новые материалы и технологии в интересах развития Арктической зоны Российской Федерации

Проект FWRS-2024-0036. Разработка принципов и технологий создания перспективных для Севера и Арктики материалов с функционализированной структурой на основе изучения влияния компонентного состава и особенностей технологических переделов на структурно-фазовую организацию и механизмы формирования параметров качества с учетом условий эксплуатации. Научный руководитель Лебедев М.П., чл.-корр. РАН, д.т.н.

Приоритетное направление ПФНИ в Российской Федерации на долгосрочный период (2021-2030 годы)

1.4.2. Новые материалы и технологии в интересах развития Арктической зоны Российской Федерации

1. Грант РНФ № 23-79-01050 (2023 г.) «Исследование неравномерного старения полимерных композиционных материалов под влиянием ультрафиолетового излучения» (научный руководитель к.т.н. Лукачевская И.Г.).
2. Грант НОФМУ-2023 «Научные статьи» по направлению технические науки н.с. Кычкину А.А. за статью «Reinforced Epoxy Binder Modified with Borpolymer» /Aleksei G. Tuisov, Aisen Kychkin, Anatoly K. Kychkin, and Elena S. Anan’eva/.
3. Государственная премия Республики Саха (Якутия) имени В.П. Ларионова в области науки и техники для молодых ученых и специалистов (2022 г.) «Разработка матричного материала для алмазных инструментов на основе карбида вольфрама со связкой из эвтектического сплава Fe-C и способ его получения» (научный руководитель к.т.н. Акимова М.П.).
4. Проект в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ №0297-2021-0041 (2021 г.) «Многофакторное исследование синергизма процессов деструкции и биокоррозии полимерных композиционных материалов под воздействием экстремально холодного климата» (научный руководитель к.т.н. Кычкин А.К.).
5. Проект в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ №297-2020-0011 (2020 г.) «Комплексные исследования процессов деструкции и биокоррозии базальтопластиковых материалов под воздействием природно-климатических условий Арктики» (научный руководитель к.т.н. Кычкин А.К.).
6. Проект РФФИ №18-29-05012 (2018 г.) «Разработка научных основ для создания новых композиционных материалов под воздействием абиогенных и биогенных факторов в арктических и субарктических зонах РС(Я)» (научный руководитель чл.-корр. РАН, д.т.н. Лебедев М.П.).
7. Грант «Умник Якутии-2015»: «Разработка технологии получения шпунта Ларсена из композиционных материалов для защитных сооружений от наводнений» (научный руководитель к.т.н. Лукачевская И.Г.).
8. Грант главы Республики Саха (Якутия) молодым ученым, специалистам и студентам (2015 г.) на тему: «Влияние термической обработки стального контртела на характеристики контактных поверхностей при трении модифицированного газотермического покрытия» (научный руководитель к.т.н. Лебедев Д.И.).
9. Грант РФФИ №12-08-98500-р_восток_а «Исследование микрогеометрии поверхности трения модифицированных порошковых покрытий при трении скольжения», 2012-2014 г.г. (научный руководитель к.т.н. Винокуров Г.Г.).
10. Грант Президента РС (Я) для молодых ученых, специалистов и студентов (2014 г.) «Формирование гетерофазных субмикрокристаллических состояний в стали при интенсивной пластической деформации и их влияние на физико-механические свойства» (научный руководитель к.т.н. Борисова М.З.).
11. Проект РФФИ №12-08-98503 «Процессы самоорганизации в наноструктурированных сталях как фактор повышения их эксплуатационных свойств в условиях Арктики» (научный руководитель к.т.н. Борисова М.З.).
12. Государственная стипендия Академии Наук Республики Саха (Якутия) (2012 г.) «Корреляция шероховатостей контактных поверхностей трения модифицированного газотермического покрытия и металлического контртела» (научный руководитель к.т.н. Лебедев Д.И.).
13. Грант им академика В.П. Ларионова для молодых ученых, специалистов и студентов (2011 г.) на тему: «Взаимосвязь характеристик поверхностей модифицированного газотермического покрытия и контртела при трении скольжения» (научный руководитель к.т.н. Лебедев Д.И.).
14. Грант Президента Республики Саха (Якутия) (2011 г.) «Исследование влияния структуры и свойств газотермических покрытий из порошковых проволок с тугоплавкими добавками на их износостойкость» (научный руководитель к.т.н. Стручков Н.Ф.).

1. Патент № RU 2048273 C1. Порошковая проволока для получения покрытий: № 93019989/02 : заявл. 14.04.1993 : опубл. 20.11.1995 / Н. П. Болотина, С. Е. Милохин, В. П. Ларионов, В. Г. Шевченко, А. В. Виноградов; заявитель: Институт физико-технических проблем Севера СО РАН // Опубликовано 20.11.1995.
2. Патент № RU 2040570 C1. Порошковый материал для газотермического напыления : № 5051303/02 : заявл. 06.07.1992 : опубл. 25.07.1995 / Н. П. Болотина, С. Е. Милохин, В. П. Ларионов, А. В. Виноградов, Л. П. Стафецкий, У. А. Циелен, А. А. Смилга, С.Н. Лобзов ; заявитель : Институт физико-технических проблем Севера СО РАН // Опубликовано 07.1995.
3. Патент на изобретение № 2607393 от 04.08.2015 г. «Способ получения композиционной алмазосодержащей матрицы с повышенным алмазоудержанием на основе твердосплавных порошковых смесей» авторов Шарина П.П., Никитина Г.М., Лебедева М.П., Гоголева В.Е., Атласова В.П., Попова В.И. Опубл. 10.01.2017 г. Бюл. № 1.
4. Патент на изобретение № 2611254 от 30.09.2015 г. «Способ соединения монокристалла алмаза с металлами» авторов Шарина П.П., Никитина Г.М., Лебедева М.П., Махаровой С.Н., Гоголева В.Е., Атласова В.П. Опубл. 21.02.2017 г. Бюл. № 6.
5. Патент на полезную модель № 170793 от 20.01.2017 г. «Термоадгезионный сепаратор» (совместно с АЛРОСА) авторов Шарина П.П., Лебедева М.П., Атласова В.П., Попова В.И., Ноговицына Р.Г., Никитина Г.М., Белоцерковского С.Р. Опубл. 11.05.2017 г. Бюл. № 14.
6. Патент на изобретение № 2633861 от 01.02.2017 г. «Способ металлизации алмаза при спекании с пропиткой медью алмазосодержащей твердосплавной матрицы» авторов Шарина П.П., Акимовой М.П., Лебедева М.П., Атласова В.П., Попова В.И., Ноговицына Р.Г., Николаева Д.В. Опубл. 18.10.2017 г. Бюл. № 29.
7. Шарин П.П., Лебедев М.П., Никитин Г.М., Белоцерковский С.Р., Ноговицын Р.Г., Атласов В.П., Попов В.И. Способ нанесения слоя легкоплавкого термоадгезионного вещества на горизонтально движущуюся подложку сложной конфигурации. Патент РФ на изобретение № 2655557, опубл. 28.05.2018. Бюл. № 16.
8. Шарин П.П., Лебедев М.П., Атласов В.П., Ноговицын Р.Г., Попов В.И. Способ разделения зёрен сыпучих материалов по размерам. Патент РФ на изобретение № 2657912, опубл. 18.06.2018. Бюл. № 17.
9. Лукачевская И.Г., Лебедев М.П., Кычкин А.К. Шпунтовая свая композитная. Патент РФ на полезную модель №187377, опубл. 03.04.2019. Бюл. № 4.
10. Патент РФ на изобретение №2754825. Шарин П.П., Акимова М.П., Атласов В.П., Ноговицын Р.Г., Попов В.И., Светлолобов М.В. Матрица для алмазного инструмента на основе карбида вольфрама со связкой из эвтектического сплава Fe-C и способ ее получения. Опубл. 07.09.2021, Бюлл. № 25.

1. Vinokurov, G.G., Vasil eva, M.I., Kychkin, A.K., Moskvitina, L.V. Structure and Tribological Properties of the Wear-Resistant Coatings Deposited Using Flux-Cored Wires Modified by Tantalum and Tungsten // Russian metallurgy. – 2019. – Is. 13. – P. 1357-1362. https://doi.org/10.1134/S0036029519130391
2. Лебедев Д.И., Винокуров Г.Г. Исследование перехода материалов при трении скольжения модифицированных покрытий со стальным контртелом // Технология металлов. – 2019. – № 12 – С. 31–38. https://doi.org/10.31044/1684-2499-2019-12-0-31-38
3. Structural and phase characteristics of the diamond/matrix interfacial zone in high-resistant diamond composites. / P. P. Sharin, S. P. Yakovleva, S. N. Makharova, M.I. Vasilieva, V. I. Popov. // Composite Interfaces. – 2019. – V.26. – No.1, P. https://doi.org/10.1080/09276440.2018.1468692
4. Yakovleva S. P., Makharova S. N., Vasilyeva M.I., Ptitsyna A.V. Wear resistance factors of diamond-metal powder systems, obtained by explosive com-paction // Procedia Structural Integrity. 2019. – Vol. 20. – P. 190–197. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2019.12.138 Scopus
5. Yakovleva S.P., Buslaeva I.I., Makharova S.N., Levin A.I. Damage, brittle fracture resistance and working capacity of a KAMAZ vehicle leaf spring when operating in the North // Procedia Structural Integrity. 2019. – Vol. 20. – P. 154–160. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2019.12.132 Scopus
6. Yakovleva S.P., Makharova S.N., Ptitsyna A.V. Effect of Technological Defects on Reliability of Engineering Products // Advances in Engineering Research. Proc. of the Intern. Conf. on Aviamechanical Engineering and Transport (AviaENT 2019). – 2019. – Vol. 188. – P. 380–384. https://doi.org/10.2991/aviaent-19.2019.70
7. Vinokurov G.G., Struchkov N.F., Popov O.N. Markovian Chain Theory Application for the Description of Wearproof Powder Coating Profile under Sliding Friction // Journal of Friction and Wear. – 2019, – Vol. 40. –No 3. –P. 250–257. DOI: 10.3103/S1068366619030139. (WoS, Scopus)
8. Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Попов О.Н. Применение теории марковских цепей для описания профиля износостойких порошковых покрытий при трении скольжения // Тр. и износ. –2019. – Т. 40. – №3. – С. 317-326. (WoS)
9. Kychkin A.K., Vinokurov G.G., Struchkov N.F. Investigation on producing the flux cored wire modified with concentrated complex from Tomtor mineral assets // Materials Science Forum. – 2018. Vol. 945. – Р. 706-711. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.945.706 (Scopus)
10. Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г. Формирование макроструктуры и пористости износостойких модифицированных порошковых покрытий // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. – 2019. – Т. 24. – №2. – С.117-125. DOI: 10.31242/2618-9712-2019-24-2-11.
11. Лебедев Д.И., Винокуров Г.Г. Автокорреляционные функции взаимодействия поверхностей трения износостойкого газотермического покрытия и стального контртела // Вестник машиностроения. – 2019. – №10. – С. 56–58.
12. Шарин П.П., Сивцева А.В., Яковлева С.П., Копырин М.М., Кузьмин С.А., Попов В.И., Никифоров Л.А. Сравнение морфологических и структурных характеристик частиц нанопорошков, полученных измельчением природного алмаза и методом детонационного синтеза // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. – 2019. – №. 4. – С. 55–67. DOI: 10.17073/1997-308X-2019-4-55-67.
13. Винокуров Г.Г., Васильева М.И., Кычкин А.К., Москвитина Л.В. Структура и трибологические свойства износостойких покрытий из порошковых проволок, модифицированных танталом и вольфрамом // Технология металлов. 2019. – № 4. – С. 12-18. DOI: 10.31044 / 1684-2499-2019-4-0-12-18.
14. Яковлева С.П., Буслаева И.И., Махарова С.Н., Левин А.И. Влияние структурных изменений на сопротивление хрупкому разрушению металла рессоры автомобиля КАМАЗ при эксплуатации в условиях Севера // Пробл. машиностр. и надежности машин. – 2019. – №3. – С. 83-90. DOI: 10.1134/S0235711919030155

1. Vinokurov G. G., Struchkov N. F., A. K. Kychkin, M. P. Lebedev Statistical description of porosity formation in basalt-plastic composite materials under climatic tests // Science & Technology in Chemical Engineering. – 2020. – Vol. 21. – P. 317-325. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2020-21-7-317-324. Scopus
2. Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г. Особенности формирования макроструктуры модифицированных износостойких покрытий из порошковых проволок // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2020. – №5 (185). – Т. 16. – С. 205–211. https://doi.org/10.36652/1813-1336-2020-16-5-205-211.
3. Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Кычкин А.К., Лебедев М.П. Статистическое описание формирования пористости в базальтопластиковых композиционных материалах при климатических испытаниях // Химическая технология. – 2020. – Т. 21. – № 7. – С. 317–324. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2020-21-7-317-324.
4. Structural-phase state of the interphase boundary at thermal diffusion metallization of diamond grains by Fe, Ni and Co / P. P. Sharin, M. P. Akimova, S. P. Yakovleva // Materials Science Forum. – 2020. – Vol.992. – P.676–682. – DOI: 10.4028 /www.scientific.net /MSF.992.676. – 0,44 / 0,22а.л.
5. Sharin P.P., Akimova M.P., Yakovleva S.P. Structural-Phase State of the Interphase Boundary at Thermal Diffusion Metallization of Diamond Grains by Cr and Ti. Materials Science Forum. 2020. Vol. 992. P. 670–675.
6. Sharin P.P., Akimova M.P., Yakovleva S.P. Structural-Phase State of the Interphase Boundary at Thermal Diffusion Metallization of Diamond Grains by Fe, Ni and Co. Materials Science Forum. 2020. Vol. 992. P. 676–682.
7. P. Sharin, A. V. Sivtseva, S. P. Yakovleva, M. M. Kopyrin, S. A. Kuzmin, V. I. Popov, and L. A. Nikiforov. Comparison of Morphological and Structural Characteristics of Nanopowder Particles Fabricated by Grinding Natural Diamond and Detonation Synthesis // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2020. Vol. 61, No. 4, pp. 456–465.
8. Шарин П.П., Сивцева А.В., Попов В.И. Морфология и структурное состояние частиц нанопорошков, полученных измельчением природного алмаза и методом детонационного синтеза // Письма в журнал технической физики. – 2020. – Т.46. - №3. – С.46-50.
9. Sharin P.P., Sivtseva A.V., Popov V.I. Morphology and Structural State of Particles of Nanopowders Prepared by Milling of Natural Diamond and by Detonation Synthesis // Technical Physics Letters. 2020. – N 46. – P. 145-149. https://doi.org/10.1134/S1063785020020133 (Scopus Q2)
10. Yakovleva S. P., Makharova S. N., Vasilyeva M.I. Technology of Pro-duction of Diamond-Abrasive Composites with Metal Matrix // Materials Science Forum. – 2020. – Vol. 992. – P. 296–300. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.992.296. Scopus
11. Yakovleva S. P., Makharova S. N., Ptitsyna A.V. Metal degradation of thermally loaded elements of power plants during operation in the North // Procedia Structural Integrity. –2020. – Vol. 30. – P. 201-208. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2020.12.031 (Scopus q, SJR 0.29, IS 084)
12. Яковлева С.П., Махарова С.Н. Фрактодиагностика технических объектов, разрушившихся при эксплуатации на Севере // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2020. – Т. 86. – № 6. – С. 40-47. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-6-40-47.
13. Яковлева С.П., Махарова С.Н., Васильева М.И. Алмазометаллические композиты на основе железоуглеродистых порошковых систем // Современные наукоемкие технологии. – 2020. – № 11 (ч. 2) – С. 320-325. https://doi.org/10.17513/snt.38381. ВАК
14. Kychkin A.A., Kychkin A.K., Lebedev M.P., Tatarintseva O.S., Zimin D.E. Properties of basalt composites based on epoxy anhydride binder modified by silicate nanoparticles // Russian Engineering Research. – 2020. – Vol. 40. – No 5. – P. 378–383. https://doi.org/10.3103/S1068798X20050147 Scopus
15. Startsev O.V., Lebedev M.P., Vapirov Yu.M., Kychkin A.K. Comparison of glass-transition temperatures for epoxy polymers obtained by methods of thermal analysis // Mechanics of Composite Materials. – 2020. – Vol. 56. – No 2. – P. 227–240. https://doi.org/10.1007/s11029-020-09875-5. Web of Science. Scopus
16. Старцев О. В., Лебедев М. П., Кычкин А. К. Старение полимерных композиционных материалов в условиях экстремально холодного климата // Изв. Алтайского гос. университета. – 2020. – № 1(111). – С. 41–51. https://doi.org/10.14258/izvasu(2020)1-06.
17. Лукачевская И.Г., Лебедев М.П., Стручков Н.Ф. Влияние внешней среды на свойства полимерных композиционных материалов // Химическая технология. – 2020. – Том 21. – № 12. – С.543-548. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2020-21-12-543-547. ВАК

1. Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г., Попов О.Н. Исследование формирования микрогеометрии поверхности трения износостойкого покрытия при трении с металлическим контртелом // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2021. – Т. 17. – № 4 (196). –С. 147-152. https://doi.org/10.36652/1813-1336-2021-17-4-147-152
2. Стручков Н.Ф., Лебедев Д.И., Большев К.Н., Винокуров Г.Г. Испытания на износ модифицированных порошковых покрытий при низких климатических температурах внешней среды// Упрочняющие технологии и покрытия. – 2021. – Т. 17. – № 10 (202). – С. 442-446.
3. Винокуров Г. Г., Лебедев Д. И., Попов О.Н. Исследование фрикционного взаимодействия порошкового покрытия и металлического контртела при трении скольжения // Вестник машиностроения. – 2021. – № 11. – С. 51-56. https://doi.org/10.36652/0042-4633-2021-11-51-56
4. Шарин П.П., Сивцева А.В., Попов В.И. РФЭ–спектроскопия наноалмазов, полученных измельчением и детонационным синтезом // Журнал технической физики. – 2021. – Т.91.-№2 - С.287-290.
5. Sharin P.P., Akimova M.P., Makharova S.N., Yakovleva S.P., Popov V.I. Composition and structure of the Diamond-Low carbon steel transition zone obtained by contact heating in vacuum at the eutectic temperature of Fe-C // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. – 2021. – V. 62. – No. 5. – P. 592–601. https://doi.org/10.3103/S1067821221050126 (Web of Science Q4, JCR 0.605; Scopus Q3)
6. Sharin P.P., Sivtseva A.V., Popov V.I. X-Ray Photoelectron Spectroscopy of Nanodiamonds Obtained by Grinding and Detonation Synthesis // Tech. Phys. – 2021. – T. 66. – P. 275-279. https://doi.org/10.1134/S1063784221020183 (Web of Science Q4, IS 0,78; Scopus Q3, SJR 0,3)
7. Akimova M.P., Sharin P.P., Makharova S.N., Yakovleva S.P. Diamond and Low Carbon Steel Interaction at Melting Temperature of Fe-C Eutectic // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2021. – V. 666 (3). – Р. 032085.
8. https://doi.org/10.1088/1755-1315/666/3/032085 (Web of Science q; Scopus SJR 2020 0.18)
9. Sharin P.P., Akimova M.P., Yakovleva S.P., Popov V.I. The Structure and Microhardness of Binding for Diamond Tools Based on Tungsten Carbide Obtained by Impregnation with an Iron–Carbon Melt // Inorganic Materials: Applied Research. – 2021. – V. 12. – No.6. – P.1562-1571. https://doi.org/10.1134/S2075113321060228 (Scopus Q2, SJR 0.27, SNIP 0.71)
10. Effect of borpolymer on mechanical and structural parameters of ultra-high molecular weight polyethylene / S. N. Danilova, A. A. Dyakonov, A. P. Vasilev (et al.) // Nanomaterials. – 2021. – Vol. 11(12). – Article number 3398. – DOI 10.3390/nano11123398. – EDN ESYPCA.
11. Kychkin A.K., Gavrilieva A.A., Vasilieva A.A., Kychkin A.A., Lebedev M.P., Sivtseva A.V. Assessment of Extremely Cold Subarctic Climate Environment Destruction of the Basalt Fiber Reinforced Epoxy. (BFRE) Rebar Using Its Moisture Uptake Kinetics // Polymers. 2021. Vol. 13. No. 24. P. 4325. https://doi.org/10.3390/polym13244325 (Web of Science Q1, IF 4,329; Scopus Q1, SJR 0.77)
12. Gavril eva A. A, Kychkin A. K., Sivtseva A. V., Vasil eva A. A. Moisture Absorption by a Reinforced Polymer Composite (BFRP Rebar) // Russian Engineering Research. 2021. Vol. 41. No. 7. P. 612–615. (Scopus Q3, SJR 0.29)
13. Kychkin A. K., Vinokurov G. G., Struchkov N. F. Porosity of Reinforced Polymer Composite (BFRP Rebar) Deteriorating in Northern Climates // Russian Engineering Research, 2021. – Vol. 41. – No. 7 – Р. 616–620. https://doi.org/10.3103/S1068798X21070169 (Scopus Q3, SJR 0.29)
14. Федоров М.В., Васильева М.И. Термофазовый анализ спекания до 14500С ультрадисперсных порошков шпинели магния, используемых в качестве добавок в состав шихты буровых пластин // Современные наукоемкие технологии. – 2021. – № 12 (Ч. 2) –С. 252-258; URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=38984 (ВАК)
15. Гаврильева А.А., Кычкин А.К., Сивцева А.В., Васильева А.А. Моделирование сорбции влаги армированного полимерного композита на примере базальтопластиковой арматуры // Вестник машиностроения. – 2021. – № 4. – С. 54-57. https://doi.org/1036652/0042-4633-2021-4-54-57 (ВАК)
16. Кычкин А.К., Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф. Формирование пористости базальтопластиковых материалов при деградации в условиях Севера // Вестник машиностроения. – 2021. - №4. – С. 58-63. https://doi.org/10.36652/0042-4633-2021-4-58-63 (ВАК)
17. Лебедев Д.И., Винокуров Г.Г. Структура модифицированных износостойких покрытий и технологические характеристики порошковых проволок // Технология металлов. – 2021. - №2. – С. 7-15. https://doi.org/10.31044/1684-2499-2021-0-2-7-15 (ВАК)
18. Акимова, М.П. Разработка алмазосодержащих вольфрамокобальтовых материалов инструментального назначения для получения изделий с повышенными эксплуатационными характеристиками: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 2.6.17 / Акимова М. П.; Комсомольский-на-Амуре гос. ун-т. - К-н-А., 2021. - 23 с. https://sovet.knastu.ru/media/files/_K2I6wT.pdf

1. Vinokurov G. G., Struchkov N. F., Kychkin A. K., Lebedev M. P. Use of the Theory of Markov Chains for Describing the Porosity of Cylindrical and Planar Basalt–Plastic Composite Materials during Climatic Tests // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2022. – Vol. 56. – No. 5. – Р. 881-887. https://doi.org/10.1134/S0040579522050189 (WoS, Scopus, Q3)
2. Vinokurov G. G., Lebedev D. I., Popov O. N. Slipping Friction of a Powder Coating and a Metallic Counterbody // Russian Engineering Research. – 2022 – Vol. 42. – No. 2. – Р. 114-119 https://doi.org/10.3103/S1068798X22020253 (Scopus)
3. Стручков Н.Ф., Лебедев Д.И., Большев К.Н., Винокуров Г.Г. Исследование изнашивания модифицированных порошковых покрытий при трении скольжения в условиях низких климатических температур // Технология металлов. – 2022. – № 4. – С. 9-17. https://doi.org/10.31044/1684-2499-2022-0-4-9-17
4. Стручков Н.Ф., Лебедев Д.И., Винокуров Г.Г. Исследование микрогеометрии контактных поверхностей порошковых покрытий и стальных контртел при трении скольжения в условиях низких температур // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2022. – №5 (202). – Т.18. – С. 204-210. https://doi.org/36652/1813-1336-2022-18-5-204-210
5. Стручков Н.Ф., Лебедев Д.И., Винокуров Г.Г. Испытания на износ порошковых покрытий и исследования микрогеометрии поверхностей трения в условиях холода // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. –2022. – Т. 27. – № 2. – С. 305-315. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2022-27-2-305-315
6. Акимова М.П., Шарин П.П. Структура алмазосодержащего материала на основе карбида вольфрама с пропиткой расплавом эвтектики железо-углерод // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. – 2022. – № 3. – С. 25–32. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2022.3.03
7. Akimova M.P., Sharin P.P., Svetlolobov M.V. The structure of Fe-C eutectic alloy obtained by the interaction of diamond with low carbon steel // AIP Conference Proceedings. – 2022. – Vol. 2528. – P. 020024. https://doi.org/10.1063/5.0107396 (Scopus, SJR 0.19, без квартиля)
8. Шарин П.П., Сивцева А.В., Попов В.И. Термоокисление на воздухе нанопорошков алмазов, полученных механическим измельчением и методом детонационного синтеза // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2022 – Т. 16. – №. 4. – С. 67-83. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2022-4-67-83
9. Sharin P.P., Sivtseva A.V., Popov V.I. Air-thermal oxidation of diamond nanopowders obtained by the methods of mechanical grinding and detonation synthesis // Powder Metallurgy and Functional Coatings. – 2022. – Vol. 16. – No. 4. – P. 67-83. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2022-4-67-83
10. Investigation of Biofouling and Its Effect on the Properties of Basalt Fiber Reinforced Plastic Rebars Exposed to Extremely Cold Climate Conditions / A. K. Kychkin, E. D. Vasileva, N. F. Struchkov (et al.) // Polymers. – 2022. – Vol. 14(3). – Article number 0369. – DOI 10.3390/polym14030369. – EDN GPWQKS.
11. Kychkin A. K., Erofeevskya L. A., Kychkin А. А., Vasileva E. D., Struchkov N. F., Lebedev M. P. Investigation of Biofouling and Its Effect on the Properties of Basalt Fiber Reinforced Plastic Rebars Exposed to Extremely Cold Climate Conditions // Polymers. – 2022. – Vol. (3). – 369. https://doi.org/10.3390/polym14030369 (Published: 18 January 2022) (WoS, Scopus, Q1)
12. Vinokurov G. G., Struchkov N. F., Kychkin A. K., Lebedev M. P. Use of the Theory of Markov Chains for Describing the Porosity of Cylindrical and Planar Basalt–Plastic Composite Materials during Climatic Tests // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2022. – Vol. 56. – No. 5. – Р. 881-887. https://doi.org/10.1134/S0040579522050189 (WoS, Scopus, Q3)
13. Vinokurov G. G., Lebedev D. I., Popov O. N. Slipping Friction of a Powder Coating and a Metallic Counterbody // Russian Engineering Research. – 2022 – Vol. 42. – No. 2. – Р. 114-119 https://doi.org/10.3103/S1068798X22020253 (Scopus).
14. Fedorov M.V., Vasilieva M.I. Study of phase transitions of ultradispersed spinel powder during solid-phase sintering at 1450 °C // Procedia Structural Integrity. – 2022. – V. 40. – P. 145-152.
15. Yakovleva S.P., Buslaeva I.I., Makharova S.N. Fatigue Failures of Machinery Parts Caused by Design and Technological Factors // Materials Science Forum. Trans Tech Publications, Ltd. Switzerland, 2022. – April. – Vol. 1055. – Р. 265-270.

1. Vinokurov G. G., Struchkov N. F., Lebedev D. I. Low-Temperature Behavior of a Frictional Pair: Powder Coating and Metal Counterbody // Russian Engineering Research ─ 2023. ─ Vol. 43, No. 4. P. 395–398. URL: https://doi.org/10.3103/S1068798X23050258 (Scopus Q3)
2. Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Лебедев Д.И. Исследование пар трения скольжения порошковых покрытий с металлическими контртелами в условиях низких температур // Вестник машиностроения. – 2023. – № 2. – С. 91-95. DOI: 10.36652/0042-4633-2023-102-2-91-95.
3. Стручков Н.Ф., Лебедев Д.И., Винокуров Г.Г. Исследование изнашивания контактных поверхностей порошковых покрытий и стальных контртел при трении скольжения в условиях низких климатических температур // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2023. – №7(223) – Т.19. – С. 296-303. DOI: 10.36652/1813-1336-2023-19-7-296-303.
4. Physical and Mechanical Properties of Modified Continuous Basalt Fiber for the Production of Polymer Composite Materials: Experimental Study / A. A. Vasilyeva, E. D. Vasilyeva, M. S. Pavlova (et al.) // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2023. – Vol. 57, No. 5. – P. 1111-1115. – DOI 10.1134/s0040579523050330. – EDN UANQII.
5. Винокуров Г. Г., Стручков Н. Ф., Кычкин А. К., Лебедев М. П. Статистические закономерности формирования пористости в плоскопараллельных базальтопластиковых композиционных материалах при климатической деградации и прогнозирование их свойств / Г. Г. Винокуров, Н. Ф. Стручков, А. К. Кычкин, М. П. Лебедев // Химическая технология. – 2023. – Т. 24, № 10. – С. 365-373. – DOI 10.31044/1684-5811-2023-24-10-365-373. – EDN EBXOXF.
6. переводной версии журнала, входящая в Scopus: Vinokurov, G.G., Struchkov, N.F., Kychkin, A.K. et al. Estimating the Ultimate Porosity of Basalt–Plastic Composites in Climatic Tests under Northern Conditions. Theor Found Chem Eng 57, 682–688 (2023). https://doi.org/10.1134/S0040579523040322
7. Reinforced Epoxy Binder Modified with Borpolymer / A. G. Tuisov, A. Kychkin, A. K. Kychkin, E. S. Anan eva // Polymers. – 2023. – Vol. 15(12). – Article number 2632. – DOI 10.3390/polym15122632. – EDN GFOHIA.
8. Lebedev, M.P.; Startsev, O.V.; Kychkin, A.K.; Petrov, M.G.; Kopyrin, M.M. Contributing Factors of Uneven Climatic Aging for Polymeric Composite Materials: Methods and Modelling // Polymers. – 2023. –Vol. 15(6). – Article number 1458. – DOI 10.3390/polym15061458
9. Vinokurov G. G., Struchkov N.F., Kychkin A.K., Lebedev M.P. Estimating the Ultimate Porosity of Basalt–Plastic Composites in Climatic Tests under Northern Conditions // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. ─ 2023. ─ 57. ─ № 4. – P. 682-688. URL: https://link.springer.com/article/10.1134/S0040579523040322 (Web of Science Q4, JSI 0,13)
10. Kychkin A.K., Vasilyeva E.D., Vasilyeva A.A., Kychkin A.A. Research of Moisture Sorption by Laminated Composite Materials // Materials Science Forum. ─ 2023. ─ 1082. ─ P.114-120. URL: https://doi.org/10.4028/p-60ggd7 (Scopus S, SJR 0,19)
11. Lukachevskaia I.G. Kychkin A.K., Lebedev M.P., Gavrilieva A.A., Kychkin A.A. Development and research of basalt plastic material for the flood protection structures // AIP Conference Series E3S Web of Conf. ─ 2023. ─ 413. 02012. URL: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202341302012 (Scopus)
12. Struchkov N.F., Lebedev D.I., Bol shev K.N., Vinokurov,G.G. Investigation of Wear of Modified Powder Coatings under Sliding Friction at Low Climatic Temperatures // Steel in Translation. ─ 2023. ─ 53(1). P. 27–32. URL: https://doi.org/10.3103/S0967091223010126 (Scopus Q3)
13. Vinokurov G. G., Struchkov N. F., Lebedev D. I. Low-Temperature Behavior of a Frictional Pair: Powder Coating and Metal Counterbody // Russian Engineering Research ─ 2023. ─ Vol. 43, No. 4. P. 395–398. URL: https://doi.org/10.3103/S1068798X23050258 (Scopus Q3)
14. Lebedev D. I., Vinokurov G. G. Structure of Modified Wear-Resistant Coatings and Technological Characteristics of Flux-Cored Wires // Steel in Translation ─ 2023. ─ Vol. 53, No. 4, P. 303–309. URL: https://doi.org/10.3103/S0967091223040113. (Scopus Q3)
15. Гоголева О.В., Шарин П.П., Петрова П.Н., Колесова Е.С., Сивцева А.В. Разработка высокопрочных износостойких композитов на основе СВМПЭ и наноалмазов // Материаловедение. – 2023. – №7. – С.22-29. https://doi.org/10.31044/1684-579Х-2023-0-7-22-29 (Scopus, ВАК, РИНЦ)
16. Шарин П.П., Акимова М.П., Сивцева А.И., Яковлева С.П. Наноалмазы, полученные измельчением природного алмаза и методом детонационного синтеза. // Раздел книги Акимовой М.П., Анваржонова А.А. и др. «Актуальные вопросы современной науки и технологий». – Петразаводск, 2023. – С. 460-485. https://doi.org/10.46916/28042023-8-978-5-00174-955-4 (РИНЦ)
17. Лукачевская И. Г. Разработка и исследование полимерного базальтопластикового конструкционного материала для защитных сооружений от наводнений: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.09 / Лукачевская И.Г.; Комсомольский-на-Амуре гос. ун-т. – К-н-А., 2023. – 121 с. – EDN QFHTKA.

1. Лебедев Д.И., Стручков Н.Ф., Винокуров Г.Г., Осипов Е.А. Изучение трения скольжения модифицированных порошковых покрытий и стальных контртел в условиях холода // Технология металлов. –2024. –№ 2. – С. 2-12. DOI: 10.31044/1684-2499-2024-0-2-2-12.
2. Стручков Н.Ф., Москвитина Л.В., Винокуров Г.Г. Исследование структуры и трибологических свойств модифицированных износостойких покрытий из порошковых проволок // Упрочняющие технологии и покрытия. –2024. – Том 20. – № 8 (236). – С. 344-351. DOI: 10.36652/1813-1336-2024-20-8-344-351.
3. Винокуров Г.Г., Стручков Н.Ф., Кычкин А.К., Лебедев М.П. Использование теории кластеров на квадратной решетке для описания формирования пористой структуры поверхности плоских базальтопластиковых композиционных материалов при их климатической деградации // Химическая технология. –2024. – Том 25. – № 8. – С. 292-300.
4. Gogoleva O. V., Sharin P. P., Petrova P. N., Kolesova E.S., Sivtseva A.V. The Development of High-Strength Wear-Resistant Composites Based on UHMWPE and Nanodiamonds // Inorganic Materials: Applied Research. – 2024. – 15 (1). – P. 183-189. DOI 10.1134/S2075113324010143. – EDN QXBAEN.
5. Сивцева А.В., Шарин П.П., Протопопов Ф.Ф., Корякина В.В., Акимова М.П., Яковлева С.П., Иванов И.Е. Влияние термической обработки на качественный и количественный состав функциональных групп на поверхности наноалмазов // Материаловедение. – 2024. –№ 6. – С. 31-40. – DOI 10.31044/1684-579X-2024-0-6-31-40. – EDN OJEQXT.
6. Буслаева И.И., Яковлева С.П. Моделирование временного ряда отказов рессор грузовых автомобилей КАМАЗ при эксплуатации в Якутии // Грузовик. – 2024. – № 4. –С. 23-28. DOI: 10.36652/1684-1298-2024-4-23-28
7. Lukachevskaya, I.G., Vasilyeva, E.D., Ivanov, A.N. et al. Design of a UV Chamber for Studying the Destruction of Polymer Composite Materials (Review). Theor Found Chem Eng (2024). https://doi.org/10.1134/S0040579524601249
8. Атмосферостойкие органосиликатные покрытия с улучшенными показателями водостойкости / Л. Н. Красильникова, Я. А. Хамидулин, В. И. Вощиков (и др.) // Коллоидный журнал. – 2024. – Т. 86, № 5. – С. 595-607. – DOI 10.31857/S0023291224050071. –EDNAASHBM.
   переводной версии журнала, входящая в Scopus: Weather-Resistant Organosilicate Coatings with Improved Water Resistance / L. N. Krasil nikova, Ya. A. Khamidulin, V. I. Voshchikov (et al.) // Colloid Journal. – 2024. – Vol. 86, No. 5. – P. 719-729. – DOI 10.1134/S1061933X24600593. – EDN YACEBM.
9. Исследование стекло- и базальтотекстолитов по кинетике сорбции и десорбции влаги после экспонирования в условиях холодного климата / А. К. Кычкин, А. А. Гаврильева, Е. Д. Васильева (и др.) // Вестник машиностроения. – 2024. – Т. 103, № 4. – С. 336-342. – DOI 10.36652/0042-4633-2024-103-4-336-342. – EDN OGDFDO.
10. переводной версии журнала, входящая в Scopus: Study of Glass-Fiber and Basalt-Fiber Laminates in Terms of Kinetics of Moisture Sorption–Desorption after Exposure to Cold Climate Conditions / A. K. Kychkin, A. A. Gavrilieva, E. D. Vasilyeva (et al.) // Russian Engineering Research. – 2024. – Vol. 44, No. 6. – P. 820-825. – DOI 10.3103/S1068798X24701296. – EDN TQXXEU.
11. Gavrilieva, A.A.; Startsev, O.V.; Lebedev, M.P.; Krotov, A.S.; Kychkin, A.K.; Lukachevskaya, I.G. Size Effects in Climatic Aging of Epoxy Basalt Fiber Reinforcement Bar. Polymers. – 2024. – Vol.16, – Article number 2550. – DOI: 10.3390/polym16182550
12. Kychkin A.K. The Initial Stage of Climatic Aging of Basalt-Reinforced and Glass-Reinforced Plastics in Extremely Cold Climates: Regularities / A.K. Kychkin, A.A. Gavrilieva, A.A. Kychkin, I.G. Lukachevskaya, M.P. Lebedev // Polymers. – 2024. – Vol.16. – Article number 866. – DOI: 10.3390/polym16070866.
13. Старцев В.О., Горбовец М.А., Валевин Е.О., Скирта А.А., Старцев О.В. Сравнение коррозионной стойкости авиационных алюминиевых сплавов в приморской атмосфере умеренно теплого и влажного тропического климата // Коррозия: защита, материалы. Приложение к журналу «Технология металлов». –2024. – № 13. – С. 9-18.
14. Сивцева А.В., Шарин П.П., Протопопов Ф.Ф., Корякина В.В., Акимова М.П., Яковлева С.П., Иванов И.Е. Влияние термической обработки на качественный и количественный состав функциональных групп на поверхности наноалмазов // Материаловедение. – 2024. –№ 6. – С. 31-40. – DOI 10.31044/1684-579X-2024-0-6-31-40. – EDN OJEQXT.
15. Кычкин А.К., Гаврильева А.А., Васильева Е.Д., Марков А.Е., Андреев А.С. Исследование стекло- и базальтотекстолитов по кинетике сорбции и десорбции влаги после экспонирования в условиях холодного климата // Вестник машиностроения. – 2024. – Т. 103. – № 4. – С. 336-342. DOI: 10.36652/0042-4633-2024-103-4-336-342
16. Шарин П.П. Алмазосодержащие материалы инструментального назначения на основе твердых сплавов: получение, структура, физико-механические и служебные характеристики: автореф. дис. … докт. техн. наук: 2.6.17/ Шарин Петр Петрович – Томск, 2024. – 42 с.
17. Кычкин А. А. Структура и свойства стеклопластика конструкционного назначения на основе эпоксиангидридного связующего с наполнителями карбида кремния и углеродными нанотрубками: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 2.6.17 / Кычкин Айсен Анатольевич – Томск, 2024. – 27 с.

Климатические испытания проводятся на базе ИФТПС СО РАН (г. Якутск), полигона Полярной геокосмофизической обсерватории ИКФИА СО РАН (г. Тикси) и ГЦКИ "ВИАМ"-НИЦ «Курчатовский институт» (г. Геленджик).

Сотрудничество с учебными заведениями

• Институт математики и информатики СВФУ им. М.К. Аммосова, кафедра АГМАДУ (Алгебра, геометрия, математический анализ, дифференциальные уравнения).
• Физико-технический институт СФВУ им. М.К. Аммосова.

Руководитель группы – Винокуров Геннадий Георгиевич, ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук Главный корпус ИФТПС СО РАН, 677980, ул. Октябрьская, дом 1, каб. 107, А тел.: +74112 39-05-74 e-mail: g.g.vinokurov@iptpn.ysn.ru

Основные направления деятельности:

– экспериментально-теоретические исследования взаимосвязи состава, структуры, физико-механических и трибологических свойств, а также структурно-топографических особенностей поверхностей трения газотермических покрытий при введении упрочняющих и модифицирующих добавок для разработки технологий повышения износостойкости трибосопряжений, работающих при повышенных контактных нагрузках;

– статистическое моделирование процессов формирования и изнашивания износостойких порошковых покрытий;

– изучение фрикционного взаимодействия и трибодеструкции порошковых и монолитных материалов при различных климатических температурах;

– исследование процессов деградации материала и эксплуатационного разрушения деталей и элементов техники, оборудования, конструкций при работе в условиях Севера и Арктики.

Важнейшие научные результаты

Разработаны и изготовлены модифицированные порошковые проволоки с ультрадисперсными тугоплавкими добавками для нанесения износостойких покрытий; установлены взаимосвязи между технологическими режимами металлизации, составом, структурой и снижением значения коэффициента трения модифицированных покрытий; методом металлизации получены газотермические покрытия для упрочнения и восстановления контактных поверхностей узлов трения, повышающие их износостойкость в 1,5 – 2 раза.

Проведено статистическое моделирование формоизменения частиц и структурообразования при газотермическом напылении. Предложено статистическое описание формирования дискретной слоистой макроструктуры (формы застывших частиц и порового пространства между ними) модифицированных покрытий. Построена матрица переходных вероятностей для однородной цепи Маркова, по которой проведены расчеты пористости макроструктуры покрытия на гладкой подложке. Полученные результаты использованы для разработки оптимальных режимов нанесения износостойких покрытий.

Исследованы процессы деструкции контактных слоев и разработана статистическая модель фрикционного взаимодействия контактной пары «модифицированный материал - металлическое контртело» при трении скольжения, что необходимо для научного обоснования критериев выбора материалов для повышения износостойкости составляемых ими пар трения.

Исследованы особенности изнашивания, триботехнические и теплофизические характеристики узлов трения «модифицированное порошковое покрытие - стальное контртело», испытанных при комнатной температуре и при -43ºС и -45ºС на специально разработанном низкотемпературном стенде для изучения процессов трения в условиях естественного холода. Установлена двухстадийность процесса нагрева трибосопряжений в ходе изнашивания при комнатной температуре и на холоде: стадия резкого роста температуры и стадия ее стабилизации. Выявлены различия в массовом износе и микрогеометрии поверхностей трения, определяющиеся стадией приработки. Результаты направлены на повышение ресурса узлов трения техники, предназначенной для работы в природно-климатических условиях криолитозоны.

Изучена поврежденность алюминиевого сплава в зоне развития малоцикловой усталостной трещины, повлекшей фрагментационное разрушение сосуда высокого давления; выявлено отклонение значений микротвердости в зоне предразрушения от закона нормального распределения при снижении общего уровня микротвердости вследствие развития процессов разупрочнения и появления так называемых «усталостных микропустот» на частицах интерметаллидов. Результаты могут быть использованы для анализа предельных состояний материалов при воздействии эксплуатационных нагрузок.

Руководитель группы – Шарин Петр Петрович, ведущий научный сотрудник, доктор технических наук Главный корпус ИФТПС СО РАН, 677980, ул. Октябрьская, дом 1, каб. 321 тел.: +74112 39-05-08 e-mail: g.g.vinokurov@iptpn.ysn.ru

Основные направления деятельности:

- развитие материаловедческих, физико-химических и технологических основ синтеза алмазометаллических композитов инструментального назначения, разработка новых подходов к повышению их эксплуатационных свойств;

- анализ механизмов алмазоудержания в алмазных композитах с учетом особенностей межфазных границ для разработки технологических приемов направленного воздействия на условия формирования прочных связей «алмаз-металлическая матрица» при спекании;

- исследование эффектов контактного взаимодействия алмаза с металлами и сплавами при высоких температурах;

- изучение механизмов изнашивания алмазосодержащих композитов при эксплуатации и оптимизация вариабельных структур для повышения служебных свойств;

- разработка способов активации и модификации для улучшения свойств порошковых матриц, используемых в износостойких конструкционных и инструментальных композитах;

- разработка технологий получения, очистки и функционализации поверхности нанодисперсного алмаза на основе исследования атомного строения первичных частиц.

Важнейшие научные результаты

Для синтеза высокостойких алмазно-твердосплавных композитов инструментального назначения разработан основанный на концепции термодиффузионной металлизации алмаза новый подход к направленному конструированию межфазных границ «алмаз-металлокерамическая матрица» при твердофазном спекании с пропиткой, повышающий химическую и механическую адгезию между алмазом и матрицей благодаря формированию адгезионно-активного металлокарбидного покрытия на частицах алмаза.

Для синтеза высокостойких алмазно-твердосплавных композитов инструментального назначения разработан новый подход к регулированию структуры на стадии пропитки легкоплавкими металлами и сплавами, при котором пропитка, в отличие от традиционной, происходит не сверху вниз, а снизу-вверх, и завершается самопроизвольно при заполнении имеющихся несплошностей. Метод улучшает диффузионно-механическое закрепление алмазного зерна в твердосплавной матрице.

Разработана и реализована гибридная технология синтеза алмазно-твердосплавных композитов, совмещающая в одном технологическом цикле термодиффузионную металлизацию алмаза и спекание по новому принципу самодозируемой пропитки. Стойкость экспериментальных инструментов превысила стандартные требования: при обработке гранита более чем в 23 раза, при сверлении карбида кремния на 27%; удельная производительности опытных правящих карандашей повысилась на 39-45%. Уникальный ресурс композитов обеспечивается монолитностью и прочностью границ алмаз-матрица за счет формирования металлокарбидного покрытия на частицах алмаза, многоуровневой структурной организации переходного слоя, плотного и однородного заполнения несплошностей металлом-инфильтратом, а также минимальной графитизацией алмаза.

Разработан инновационный процесс синтеза бескобальтовой твердосплавной матрицы для высокоэффективных алмазных материалов инструментального назначения, использующий эффект контактного эвтектического плавления на межфазной зоне «алмаз–железо» и позволяющий отказаться от токсичного кобальта и заменить в технологиях твердофазного спекания с пропиткой легкоплавкие металлы типа меди на твердые железоуглеродистые сплавы. Микротвердость экспериментальной матрицы ≈11 ГПа, что более чем в три раза превышает микротвердость традиционной вольфрамокобальтовой матрицы, полученной спеканием с пропиткой медью.

Выявлены факторы, определяющие высокий уровень функциональных свойств алмазометаллических композитов, полученных импульсным прессованием порошковых смесей природного алмаза и железоуглеродистых сплавов с последующей термообработкой. Установлено присутствие высокопрочных и износостойких карбидов хрома и бора на межфазных границах «алмаз-железоуглеродистая матрица», что дополнило механическую адгезию химической, повысило алмазоудержание и эксплуатационные свойства композитов. Износостойкость опытных образцов соответствует уровню износостойкости промышленных алмазных карандашей аналогичных типоразмеров, но при более чем двойной экономии алмазного сырья.

Для решения актуальной проблемы получения алмазных нанопорошков, широко востребованных в высокотехнологичных процессах машиностроения, микроэлектроники, медицины и т.д., разработана инновационная технология измельчения природного алмаза с химической очисткой и термической модификацией нанокристаллов. Средний размер частиц полученного порошка природного алмаза составляет ~24 нм. Исследованием атомной структуры и состава оболочки первичных частиц наноалмаза показана возможность практически полного удаления неалмазного углерода, снижения присутствия алмазоподобного углерода и направленной функционализации поверхности проведением термомодификации.

Руководитель группы – Кычкин Анатолий Константинович, ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук e-mail: kychkinplasma@mail.ru Научно-производственное здание ИФТПС СО РАН Проспект Михаила Николаева, дом 20, каб. 202.

Основные направления деятельности

– развитие фундаментально-прикладных основ управления процессами структурообразования полимерных композитов, в том числе с применением методов модифицирования;

– анализ природы и уровня взаимодействия на межфазных границах во взаимосвязи с физико-механическими свойствами полимерных композитов;

– исследование процессов и факторов климатического старения полимерных композитов, разрабатываемых для Севера и Арктики;

– оптимизация компонентного состава, надмолекулярной и топологической структуры полимерных композитов для повышения устойчивости к внешним воздействиям при работе в северо-арктических условиях;

– разработка базовых принципов конструирования полимерных композитов на основе установления закономерностей влияния состава композиций, технологических процессов и условий эксплуатации на их физико-механические и служебные свойства.

Важнейшие научные результаты

Установлен механизм упрочнения эпоксиангидридного связующего базальторовинговых конструкционных композитов при введении силикатного нанодисперсного модификатора, разработана технология наномодифицирования, обеспечивающая дезинтеграцию и равномерное распределения наночастиц в связующем. Выявлено улучшение адгезионной связи в системе «базальтоволокно - эпоксидная матрица», что обеспечило монолитность материала, повышение армирующей эффективности базальтового наполнителя, рост сопротивления межфазных границ развитию расслоения и их барьерную роль для распространения трещин. В промышленных условиях изготовлены арматурные стержни с прочностными характеристиками, превышающими прочность исходных немодифицированных изделий на 15-20%.

Исследованы структура, свойства и климатическая стойкость разработанной базальтопластиковой арматуры из базальтовых пород Якутии после экспонирования в северных и арктических условиях. Получены новые данные о закономерностях и механизмах влияния климатических факторов на структурирование эпоксидной матрицы (доотверждение). Обоснован рост прочности арматурных стержней на 4-12% после экспонирования на холоде за счет более активного доотверждения и повышения адгезионной прочности интерфейса «волокно-матрица». Установлена удовлетворительная климатическая стойкость опытной арматуры. Результаты необходимы для обоснования перспектив использования базальтопластиковой арматуры в разных климатических условиях.

Выявлены механизмы деструкции образцов стеклопластика и базальтопластика при экспонировании в экстремально холодном климате в течение 2 и 4 лет. Показано, что на развитие деструктивных процессов (отслоений полимерной матрицы от волокон наполнителя) значительно влияют внутренние напряжения, вызванные набуханием матрицы вследствие поглощения атмосферной влаги. Кинетика сорбции влаги, состоящая из стадий практически линейного роста и резкого скачка с последующим падением, удовлетворительно описывается релаксационной моделью аномальной диффузии. Процессы деструкции и влагопоглощения связаны с образованием закрытой пористости на границе «волокно-матрица». Повышенная гигроскопичность стеклопластика по сравнению с базальтопластиком снижает его климатическую стойкость: отслоения в стеклопластике возникают уже через 2 года экспонирования, у базальтопластика – через 4 года. Соответственно, у стеклопластиковых образцов после 4 лет экспонирования зарегистрировано большее снижение показателей прочности, чем у базальтопластиковых.

Установлено существенное увеличение открытой пористости опытной базальтопластиковой арматуры после 48-месячного экспонирования в зоне экстремально холодного климата. На основе теории марковских цепей предложена статистическая модель для описания формирования пористости при климатических испытаниях протяженного базальтопластикового материала с продольными волокнами. Построена матрица переходных вероятностей для простых однородных цепей Маркова, которые соответствуют равномерной деградации композиционного материала. Обосновано применение параметра открытой пористости для оценки уровня климатической деградации композита.

Разработаны схемы укладки, отработаны режимы и методом вакуумной инфузии изготовлены образцы многослойных гибридных пластиков, армированных базальтотканью и углетканью. Проведены исследования физико-механических и теплофизических показателей образцов, взаимосвязи открытой пористости и шероховатости. Разработана и реализована автоматическая температурная станция и начаты климатические испытания опытных гибридных образцов.

Практическая значимость

Результаты исследований отдела направлены на создание трибоповерхностей для работы при повышенных контактных нагрузках, высокоэффективных металломатричных алмазных композитов для обработки особо твердых материалов; полимерных композитов нового поколения для экстремальных природно-климатических условий Севера и Арктики, а также на совершенствование материалов и технологий изготовления изделий машиностроения, металлоконструкций для обеспечения их целостности при эксплуатации.