НАНОТЕХНОЛОГИИ В КЕРАМИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ РОССИИ

ЗАО «НТЦ «Бакор», который более 15 лет, с момента образования, возглавляет известный в России специалист в области керамических и композиционных материалов, доктор технических наук Борис Лазаревич КРАСНЫЙ, стал одной из ведущих научно-технических организаций в области керамических и огнеупорных материалов для различных отраслей промышленности.

Борис КРАСНЫЙ, генеральный директор Научно-технического центра специальной керамики «Бакор»

В настоящее время предприятие является примером воплощения на практике преимуществ инновационного пути развития: с одной стороны, это мощный научно-технологический комплекс, с другой  – современная собственная производственная база. Исследования, разработка передовой технологии и организация производства новых изделий представляют единый процесс, нацеленный на конечный результат: поставку инновационного продукта заказчику. Сегодня продукцию Центра можно встретить на 150 предприятиях в России и в 10 зарубежных странах.

Борис Лазаревич, зачем ваша частная компания, продукция которой пользуется большим спросом у потребителя, вкладывает деньги в развитие собственной научной базы, проведение научных исследований? Ведь у нас в стране имеется достаточное количество научных учреждений, которые наверняка проводят исследования по интересующим вас проблемам.

Чтобы продукция промышленных предприятий России выдерживала конкуренцию с мировыми аналогами, необходим прочный сплав науки и производства. Поэтому у нас в Центре выработана долгосрочная программа научных исследований, в соответствии с которой лаборатории оснащаются новейшим исследовательским и технологическим оборудованием.

Почему мы проводим широким фронтом исследования сами? Для нас важно не просто получить новые знания, а в кратчайший срок превратить их в конкретный продукт, выйти на рынок с таким продуктом, которого нет у конкурентов, но который нужен потребителю, т.е. фактор времени играет в нашей работQ огромную, часто решающую роль. Поэтому у нас, в отличие от общепринятых научных лабораторий, совместно над решением научно-технических задач трудятся учёные, технологи и конструкторы.

Это позволяет нам резко сократить время от идеи до её воплощения в конкретное изделие, технологию. Это тот путь, по которому сегодня идут самые передовые фирмы в различных странах мира. Кроме того, оснащение новым исследовательским оборудованием мирового уровня даёт нам основание проводить целенаправленную кадровую политику по привлечению в наш Центр молодых талантливых выпускников престижных вузов и уже сложившихся учёных, «отравленных» отличными условиями работы в западных лабораториях.

Известно, что вы и возглавляемый вами коллектив активно работаете в области исследования наноматериалов. Как вы понимаете термин «нано» и что он означает применительно к разработкам «Бакора»?

Мне посчастливилось встречаться и работать с выдающимся учёным-неоргаником, академиком Иваном Владимировичем Тананаевым, который в 60-х годах активно продвигал идею наноматериалов и одним из первых в нашей стране начал вводить этот термин. В последние годы наш коллектив и многие другие коллективы учёных включились в изучение влияния наноразмерных материалов на эксплутационные и технические свойства керамики.

В связи с различной трактовкой термина «наноматериалы» мы в своём коллективе приняли такую формулировку  – если введение нанодисперсных компонентов в матрицу материала даже в незначительных количествах приводит к повышению его эксплутационных или технологических характеристик, то такую керамику можно относить к наноматериалам. Т.е. термин «нано» выражает, насколько сильно, качественно изменяются свойства системы, независимо от количественного соотношения составляющих её фаз.

Иван Владимирович Тананаев

До настоящего времени, как правило, название новых композиционных и керамических материалов формулировали по названию применяемого для их производства технологического связующего. Так появились силикатные материалы, фосфатные материалы и др. В последнее время в связи с приоритетным развитием наноматериалов приобретают особое значение исследования в этой области, так как эти материалы в значительной степени определяют дальнейший прогресс в области керамического материаловедения.

Ведущие отраслевые зарубежные фирмы и университетские лаборатории не публикуют результаты своих исследований по этим материалам, так как они представляют коммерческую тайну. ЗАО «НТЦ Бакор» более 5 лет целенаправленно ведёт работы по созданию нанодисперсных связующих. За это время получены экспериментальные результаты, открывающие большие перспективы по созданию новых керамических материалов.

Получаемые на этой основе композиции обладают принципиально новыми свойствами, как по технологическим, так и по эксплуатационным параметрам. Приведу примеры. Используя нанодисперсное неорганическое связующее с размером частиц 4–10 нм удаётся получить проницаемую керамику с пористостью 60–65% (при традиционной технологии этот показатель не превышал 40–42%). Это открывает новые возможности для создания фильтровальных материалов и фильтровальной техники для очистки промышленных стоков, суспензий и замкнутых систем водооборота и очистки воды в коммунальном хозяйстве.

Нанодисперсные неорганические связующие обеспечивают спекание до высокоплотного состояния керамики из высокоогнеупорных оксидов, например AI2O3, не при 1700 °C, а при 1400°C. Это даёт значительную экономию энергетических ресурсов при производстве высокотехнологичной специальной керамики конструкционного назначения и позволяет вывести технологические процессы на принципиально новый уровень. Введение нанодисперсных неорганических связующих в количестве 2–4% масс., к общему объёму шихты из порошковых материалов, обеспечивает её подвижность и текучесть при влажности не в 20–30% масс., как обычно, а при влажности 4–5% масс., что позволяет создавать материалы и изделия из них сложной конфигурации с недостижимыми ранее свойствами. Объясняется это тем, что связующее с размером частиц 4–10 нм имеет удельную поверхность более 600 м2/г, а это обеспечивает беспрецедентно высокую степень распределения наночастиц по поверхности частиц формируемого материала и достаточную для создания активных поверхностных связей, что и приводит к резкому повышению свойств системы.

Где и когда возможно промышленное применение ваших разработок?

Работы по исследованию свойств керамических материалов с применением нанодисперсных технологических связующих привели, как я уже сказал выше, к созданию принципиально новых фильтрующих элементов из пористой керамики и фильтровальных установок на их основе, большое количество которых уже сегодня работают в различных отраслях промышленности. Использование таких установок для обезвоживания концентратов на горнообогатительных комбинатах позволяет сократить потребление электроэнергии в 15–20 раз, добиться снижения влажности кека на 2–4%, в два раза повышает производительность по сравнению с использованием традиционных дисковых вакуумных установок с фильтрующими элементами из тканей.

А если учесть, что в стране работают сотни фильтровальных установок для обезвоживания концентратов в цветной и чёрной металлургии, то можете представить, какое огромное значение имеет эта работа для различных отраслей нашей промышленности.

На промышленной базе Центра создано четыре промышленные линии по выпуску фильтрующих элементов различного назначения с использованием нанотехнологий. Фильтровальные установки с фильтрующими элементами из пористой керамики уже нашли широкое применение при обезвоживании медных, никелевых и кобальтовых концентратов на крупнейших горнообогатительных комбинатах России, Казахстана и Монголии. Начинается активное освоение этого оборудования железорудными предприятиями. Здесь тоже ожидается большой эффект от его применения, выражающийся в исключении потерь мелких фракций.

При выполнении этой работы мы конкурировали с мировым производителем такого оборудования, транснациональной корпорацией «Outokumpu», имеющей миллиардные обороты и предприятия на всех континентах. В результате пятилетней работы отечественная пористая керамика и дисковые вакуумфильтры на её основе полностью вытеснили с российского и казахстанского рынка продукцию этой фирмы.

Весьма эффективно оказалось применение фильтрующих элементов из пористой керамики в гидрометаллургическом производстве для очистки растворов электролитов меди, никеля, кобальта, золота и серебра на свечевых фильтровальных установках. Чтобы получить металлы высокого качества, необходима тонкая очистка электролитов этих металлов от примесей перед процессом электролиза.

Для этой цели были созданы фильтрующие элементы из пористой керамики с мембранным покрытием, что обеспечивает беспрецедентно высокий уровень очистки растворов электролитов от механических примесей перед электролизом, что позволило повысить качество металла до уровня, соответствующего эталонам Лондонской биржи металлов.

Возможность получения практически абсолютно чистого фильтрата позволила успешно применить эти фильтрующие элементы с мембранным покрытием в системах очистки сточных и оборотных вод промышленных предприятий, что очень важно для экологической обстановки.

Что вы можете сказать о позиции нашего государства в области научно-технической политики?

С самого начала нашей деятельности мы постоянно работали с внебюджетными фондами, созданными для поддержки научных разработок и освоения новых технологий. Должен сказать, что руководители этих фондов настоящие энтузиасты своего дела, и они внесли неоценимый вклад в ускоренное освоение инновационных технологий.

Хочется с особой благодарностью отметить И.М.Бортника (Фонд содействия развитию малых предприятий в научно технической сфере), А.Г.Фонотова (Российский фонд технологического развития). В последние годы активно на основе конкурсов стали отбираться для финансирования инновационные работы Федеральным агентством по науке и инновациям (Мазуренко С.Н.). В значительной степени только благодаря своевременному финансированию со стороны государственных и внебюджетных фондов нам удалось в кратчайшие сроки освоить новые технологии и выйти на уровень лучших мировых фирм. Мы и в дальнейшем предполагаем участвовать в тендерах, представляя на конкурс новые инновационные проекты.

Неоценимую поддержку в создании новых технологий начинают оказывать региональные правительства. Правительство Московской области в лице Козырева В.И. (Министерство промышленности и науки) постоянно держит в поле зрения наши работы и помогает финансировать их отдельные этапы.

Существуют ли у Центра проблемы, в решении которых необходима также поддержка государства?

Оборудование и приборы для проведения научных исследований по созданию перспективных материалов и технологии изделий из них очень дорогие. Производятся в основном зарубежными фирмами. Сам Центр только за счёт собственной прибыли не может в кратчайшие сроки произвести перевооружение своих лабораторий. А затягивание сроков переоснащения лабораторной базы их новейшими образцами может привести к потере темпов развития и, как следствие  – к потере приоритета в данной области разработок. Поэтому мы и в дальнейшем надеемся на то, что государство продолжит политику целенаправленной поддержки инновационных фирм и разработок.

Какие примеры конкретного сотрудничества с другими научными организациями вы бы могли привести?

Наш Центр поддерживает прочные и долговременные связи с ведущими научными центрами России и за рубежом. Мы активно сотрудничаем с МГУ им М.В.Ломоносова, РХТУ им. Д.И. Менделеева, Научным центром порошковых материалов, фирмами «Аlmatis» и «Zschimmer&Schwarz» (Германия) и др. В наших лабораториях выполняются научно-исследовательские работы студентами и аспирантами, в т.ч. из МГУ: найдено удачное сочетание научной, производственной и педагогической деятельности.

С другой стороны, мы стали центром коллективного пользования научным и технологическим оборудованием, без официального присвоения нам этого статуса, но в данном случае важно содержание, а не форма.

В нашем Центре есть много прорывных работ, способных конкурировать с разработками ведущих западных фирм. Хотелось бы надеяться, что вновь созданные структуры (в частности, ГК «Роснанотех») в своей научно-технической политике будут нацелены на поддержку таких научных центров, которые могут реально создавать инновационную, конкурентоспособную на мировом рынке продукцию. Мы готовы к такой работе.

Иван ТРОЕПОЛЬСКИЙ

e-mail: ntcbacor@mail.ru

http://sovetnikprezidenta.ru/…HNOlogy.html

ЗАО «НТЦ "Бакор»

Научно-технический центр “Бакор” создан более 25 лет назад как центр инновационных технологий в области керамических, огнеупорных и композиционных материалов, работающих на контакте с агрессивными средами (высокотемпературные расплавы металлов, шлаков, стекол, растворов и т.п.).

Серьезная научная и экспериментальная база центра и высокопрофессиональный коллектив позволяют эффективно, в сжатые сроки разрабатывать и ставить на производство принципиально новую и конкурентоспособную продукцию. Благодаря высокой оснащенности научным и экспериментальным оборудованием Научно-технический центр «Бакор» занял ведущее положение в стране по целому ряду керамической и огнеупорной продукции.

Значительный объем исследований центра связан с тематикой пористой фильтрующей керамики. Разработаны составы и технологии фильтрующей керамики для свечевых и дисковых фильтров в гидрометаллургической промышленности, в частности для фильтрации никелевых и медных руд. Данные разработки нашли широкое применение на обогатительных предприятиях России и Казахстана. НТЦ «Бакор» является крупнейшим поставщиком фильтрующей керамики на такие предприятия как ОАО «ГМК Норильский Никель», ОАО «Казцинк», ОАО «Казахмыс» и т.д.

Фильтрующие элементы из керамики для очистки горячих дымовых газов от пыли находят применение на предприятиях черной и цветной металлурии, химической и нефтехимической промышленности, а также оборонного комплекса страны.

Разработанные учёными Центра пенокерамические фильтры для фильтрации металла нашли применение на предприятиях металлургического комплекса. Применение пенокерамических фильтров дает возможность использовать фильтрацию практически при всех разновидностях литейного процесса алюминиевых, медных, никелевых, кобальтовых жаропрочных сплавов, чугуна и стали, добиваясь хороших результатов по удалению неметаллических включений и газовых раковин в отливках.

Выпускаемая Центром серия принципиально новых керамических огнеупоров хромоксидного, хром и цирконийсодержащих составов позволяют в 3 и более раз увеличить рабочую кампанию печей в зависимости от специфики производства и получить качественный расплав без дефектов, связанный с коррозией огнеупорного материала. Номенклатура типоразмеров огнеупорных изделий практически не ограничена, начиная от кирпича до крупноблочных изделий футеровки стен бассейна печи и сложных фасонных изделий по чертежам Заказчика. Изделия подвергаются механической обработке алмазным инструментом и, при необходимости, проводится комплексная сборка печи. Огнеупоры успешно применяются в печах разной конструкции, емкости и способах нагрева, от малых печей площадью расплава 1 м2 до больших ванных стекловаренных печей.

Центр является основным разработчиком и поставщиком изостатически формованных высокотемпературных тиглей из корунда, муллито-корунда, периклаза, алюмомагнезиальной шпинели, двуокиси циркония. Тигли отличаются высокой коррозионной стойкостью при температурах 1750–1800°С, что исключает возможность попадания в расплав неметаллических включений из материала тигля. Мы являемся основными поставщиками керамических тиглей для производства турбинных лопаток для большинства авиамоторостроительных предприятий России и зарубежья.

Вся выпускаемая ЗАО «НТЦ Бакор» продукция запатентована и не имеет аналогов на российском рынке.

http://www.ntcbacor.ru/

И вот опять речь идёт о разного рода керамических фильтрах, тиглях, огнеупорах. И опять поражает разнообразие и высокие характеристики выпускаемой продукции. А также рациональная организация работ – от стадии НИОКР до промышленного выпуска. И в этом, пожалуй, самая сильная черта «НТЦ Бакор». Фактически, у этих «ребят» уже всё готово: и разработки, и технологии, и (массовое) производство. При необходимости – при острой потребности в каком-либо «продукте»/изделии – инвесторам достаточно будет только «помочь им материально», а уж дальше эти головастые, рукастые и трудолюбивые парни всё сделают сами… Мечта ГК «Роснанотех». ;-))) Успехов им на этом пути!..