Перспективные технологии XXI века: Крупногабаритные кристаллические материалы и элементы(доклад к проекту государственной программы) презентация

государственной программы)

д.ф.-м.н., проф.
Игорь Валентинович Мочалов

высокотеплопроводных, высоко- прочных и тугоплавких кристаллических оптичес- ких и конструкционных элементах
Раздел 1. Технологии производства крупногабаритных крис- таллических материалов
Раздел 2. Технологии резки, механической и оптической об- работки крупногабаритных кристаллических заго- товок
Раздел 3. Технологии нанесения специальных, защитных и оптических покрытий на крупногабаритные крис- таллические детали

Применение крупногабаритных кристал-лических деталей в авиа-космической промыш-ленности
Раздел 6. Применение крупногабаритных кристал-лических деталей в судостроении
Раздел 7. Применение крупногабаритных кристал-лических деталей в качестве конструкционных материалов автомобильной промышленности
Раздел 8. Применение крупногабаритных кристаллических деталей в военных технологиях
Раздел 9. Крупногабаритные кристаллические материалы – ключевое направление развития передовых технологий XXI века

кристаллических оптических и конструкционных элементах

Рынок крупногабаритных легких высокотеплопроводных, высокопрочных и тугоплавких изделий из конструкционных и оптических материалов устойчиво растет с 2002-2013 г на 30% в год (по данным www.binarko.ru.). В настоящее время доля конструкционных материалов на основе кристаллических материалов составляет 5-6 %, по оценкам экспертов к 2018 г. доля превысит 25%.

из расплава
Методы высокочастотной плавки в гарниссаже
Методы выращивания из раствора в расплаве

гелевое литьё, гидроэкструзия) и спекания (импульсное или гидростатическое прессование, горячее прессование, некоторые виды низкотемпературного спекания)
Метод вакуумного высокотемпературного прессования
Методы изготовления композиционных материалов: холодное прессование компонентов с последующим спеканием; электрохимическое нанесение покрытий на компоненты наполнителя с последующим прессованием; осаждение матрицы плазменным напылением на упрочнитель с последующим обжатием и другие.

кристаллические детали

лазер 12 лазерных каналов
5 каскадов усиления
Энергия = 40 КДж,
Суммарная мощность = 100 ТВт (10 14 Вт)
Длительность импульса 0.3 нс,
Интенсивность излучения 1015 -1016 Вт/см2

Недостатки:
Необходимость замены газовой смеси
Низкая частота выстрелов:
- 1 выстрел в сутки для одного канала
- 1 выстрел в месяц для 12 каналов

“Искра-5”

стране, чтобы поддерживать соответствующий уровень ядерных научных исследований и ядерных боеприпасов, необходимо иметь мощную лазерную комплексную установку… только в такой установке можно получить в лабораторных условиях термоядерное горение плазмы и облучение мишени разного рода конфигураций с помощью мощного лазерного луча".

«Искра-5»

«Луч»

«Искра-6»

2014 г.

Nd – стекло, λ=0.35 мкм,
128 лазерных канала по 16 активных элементов
размер активного элемента 690х400х40 мм
энергия в импульсе = 600 кДж
длительность импульса = 3-15 нс
класс чистоты помещений 100

«УФМЛ»

2010 г.

20?? г.

лазерных канала по 16
активных элементов из Nd–стекла
Размер активного элемента:
690х400х40 мм
Энергия в импульсе = 600 кДж
Длительность импульса = 3-15 нс
Класс чистоты помещений 100

необходимой в промышленных энергети-ческих установках «лазер-ного термояда» будущего, потребуется замена круп-ногабаритных лазерных элементов из стекла, на крупногабаритные лазер-ные элементы из кристал-лов или оптической кера-мики неодимового или ит-тербиевого граната.

и тугоплавкие колпаки и защитные окна самолетов и вертолетов

техники

конструкционных материалов в судовых двигателях (поршневая и клапанная группа)
Крупногабаритные высокопрочные кристаллические иллюминаторы подводных лодок

промышленности

Применение кристаллических и поликристаллических конструкционных материалов в автомобильных двигателях (головка блока цилиндров, поршневая и клапанная группа)
Использование крупногабаритных кристаллических окон в фарах и остеклении автомобиля

XXI века