Структурное подразделение: кафедра литейного производства Института цветных металлов и материаловедения ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет».

Место размещения лаборатории: 660025, г. Красноярск, пр. им. газеты «Красноярский рабочий», 95, ИЦМиМ СФУ, ауд. 116.

Коллектив лаборатории:

Направления работы лаборатории

Коллектив кафедры литейного производства ИЦМиМ СФУ в течение 40 лет занимается исследованиями и разработками в области литейного материаловедения с целью интенсификации процессов подготовки сырья и разработки композиций, составов и изделий с улучшенными показателями. Основное внимание в работах уделяется природному сырью и отходам различных предприятий. По наиболее материалоемким их запасам проводятся исследования возможности совмещения процессов обогащения, классификации, гомогенизации, различными и комплексными методами активации.

Полидисперсные материалы (крупка, песок, дисперсные, ультрадисперсные или наноструктурированные порошки), вязкие, коллоидные материалы используются в материалах и изделиях, в комплексе с привозными химическими и синтетическими материалами в различных отраслях промышленности. Основными проблемами широкого внедрения нанотехнологий в промышленность являются:

• отсутствие единого методологического подхода в оценке свойств материалов и композиций;
• технологические трудности обеспечения микрооднородности композиционных материалов с ультрадисперсными и наноструктурированными компонентами;
• отсутствие общей классификации наноматериалов и соответственно технологий по физико-химическим параметрам; высокая стоимость наноматериалов, что неприемлемо для материалоемких отраслей промышленности.

Учитывая вышеперечисленные факторы при создании лаборатории и выборе закупаемого оборудования был разработан единый методологический подход к оценке свойств дисперсных наноструктурированных материалов и комплекс свойств и методов для оценки качества в зависимости от их природы и агрегатного состояния.

Одним из наиболее важных параметров при оценке свойств и качества дисперсных материалов является активность частиц, которую косвенно возможно оценить по следующим группам параметров:

• геометрические параметры (средний размер и форма частиц, объемная доля фракции размером < 100 нм., удельная поверхность, пористость, морфология поверхности);
• энергетические параметры (степень аморфизации кристаллической решетки, количество микроискажений в кристаллической структуре, электро-, тепло-, светопроводимость);
• химические параметры (содержание основного элемента, содержание примесей и их состав).

При комплексной оценке ультрадисперсных, наноструктурированных материалов и коллоидных систем необходимо так же учитывать их аутогезионные, адгезионые и когезионные показатели, которые оказывают большое влияние на технологические и рабочие свойства растворов и суспензий: такие как седиментационная устойчивость, смачиваемость, структурная вязкость, набухаемость, водопоглащение, коллоидальность, плотность, прочность.

Приборное оснащение лаборатории

Планетарная мельница RETSCH РМ 400 МА

Назначение: Подготовка проб. механическое легирования хрупких твердых материалов, механоактивация и наноструктурирование материалов, механосинтез композитов. Характеристики: 4 размольных стакана с номинальным объемом 500 мл. Свободная установка скорости от 30 до 400 об/мин в комбинации с эффективным 300 мм диаметром планетарным диска производит особенно высокую сообщаемую энергию. Соотношение скоростей -1:-3. Возможность расчёта общей энергии передаваемой материалу в процессе помола.

Лазерный анализатор размеров частиц FRITSCH ANALYSETTE 22 MicroTec PLUS

Назначение: Анализ размеров частиц материалов с плотностью до 12 г/см3 и размером от 0,08 до 2000 мкм в жидкой среде. Характеристики: Типичная продолжительность измерения 5–10 с (регистрация результатов измерений одного отдельного измерения), 2 мин (полный цикл измерения). Регулируемый центробежный насос с максимальной подачей 5,5 л/мин.

Максимальная мощность УЗ ванны 60 Вт, частота – 36 кГц. Объем блока диспергирования 300-500 см3 (Кроме воды можно использовать все распространенные растворители).

Электроакустический анализатор Dispersion DT-310

Назначение: Анализ проводимости, кислотности и дзета-потенциала частиц суспензий или капель эмульсий в концентрированных системах. Технические характеристики: Измерение температуры 0-100 °С, кислотности 0,5-13,5 рН, проводимости 0,0001-10 см/м. Рассчет Дзета-потенциала от -200 до 200 мВ.

Возможности:

• Титратор предназначен для проведения сложных экспериментов (в том числе, с изменением химического состава жидкой фазы) в соответствии с одним из выбранных режимов: «Линейное изменение pH», «Фиксация pH», «ПАВ-Титрование». Режим «Линейное изменение pH» позволяет проводить эксперимент в определенном диапазоне рН за один или несколько проходов и обычно используется при определении изоэлектрических точек. В режиме «Фиксация pH» измеряется количество отдельных реагентов, требуемое для поддержания заданного уровня рН. «ПАВ-Титрование» определяет изменения дзета-потенциала и распределения размера частиц в условиях последовательного изменения концентрации поверхностно-активного вещества (ПАВ).
• pH-метр и измеритель температуры (опциональный блок OP001)  представляет собой комплект, состоящий из двух независимых измерителей. pH-метр позволяет измерять кислотность среды в диапазоне от 0,5 до 13,5; измеритель температуры предназначен для определения температуры в диапазоне от 0 до 100 °С.
• Измерение проводимости для водных дисперсий позволяет измерять удельную электрическую проводимость растворов в диапазоне от 10-3 до 10 См/м. Измеритель работает в мегагерцовом диапазоне, благодаря чему нечувствителен к поляризации электродов.
• Измерение проводимости для безводных дисперсий предназначен для измерения удельной проводимости различных растворов, в том числе, в неполярных растворителях, в диапазоне от 10-11 до 10-4 См/м.
• Термостат является устройством для контроля температуры и позволяет проводить эксперимент при заданном значении температуры в диапазоне от 20 до 50 °С, в том числе, в режиме «Термометрическое титрование».

Цифровой ротационный вискозиметр ThermoFisher Scientific Haake Viscotester E

Назначение: Измерение вязкости в диапазоне от 100 до 40 000 000 мПа·с.

Вискозиметр вибрационный A&D SV-100

Назначение: Измерение вязкости в диапазоне 1 до 100 Па·с. Включен в Государственный реестр средств измерений под №28246 Соответствует требованиям стандарта ISO 1652

Цифровой автоматический тензиометр KRUSS K20S

Назначение: Определение поверхностного и межфазного натяжения, температуры и плотности жидкостей. Методы измерения: отрыв кольца Дью Нуи, тонкая пленка Дью Нуи, пластина Вильгельми, плотность.

Прибор для измерения удельной поверхности и пористости SORBI®-MS со станцией подготовки образцов SORBIPREP

Назначение: Одновременное определение удельной поверхности, размеров и объемов пор, распределения пор по размерам.

Характеристики: Измерение полной удельной поверхности, внешней удельной поверхности, среднего размера наночастиц; объёма мезопор, объёма микропор, полного объёма пор, распределение пор по размерам путем построения изотерм адсорбции и десорбции в диапазоне парциальных давлений 0,06–0,95 P/Po. В качестве газа-адсорбата в данной модификации используются азот газообразный ГОСТ 9293-74 (особой чистоты, объемная доля не менее 99,999 %). В качестве газа-носителя – газообразный гелий ТУ 0271-001-45905715-02 (марка 6.0, объемная доля не менее 99,9999 %). Диапазон измерений удельной поверхности 0,01–2000 м²/г. Диапазон измерения объема пор от 0,005 см³/г.

В дальнейшем планируется расширение возможностей лаборатории, пополнение приборного парка новым оборудованием мирового уровня, что позволит проводить комплексную оценку ультрадисперсных, наноструктурированных и коллоидных материалов по всем возможным параметрам с аналитической точностью необходимой для научных и исследовательских разработок, а также повысит уровень образования специалистов в области материаловедения.

Калибровка: выполнена с помощью ГСО 7912-2001, сертификат №4-153 от 14.02.2013

Виды анализов, выполняемых на коммерческой основе