Результаты работы

За последние пять лет коллективом проводились научные исследования, направленные на:

• улучшение качества продукции из алюминия и его сплавов (чушки, катанка, слитки, рондели), а также совершенствование технологических процессов их получения;
• изучение термодинамических свойств интерметаллических соединений, образующихся в алюминии и сплавах на его основе и их влияния на фазовый состав, структуру и литейные свойства металла;
• формирование научных основ и разработку технологии рафинирования алюминия от примесей железа и кремния;
• улучшение электрических характеристик полупроводниковых тонких плёнок оксида индия-олова методом электрохимического легирования;
• разработку состава расплава и способ оксидирования, обеспечивающих получение оксида TiO₂ с высокими электрохромными параметрами;
• разработку технологии использования горелой породы шахтных отвалов угольных месторождений в качестве активной минеральной добавки в производстве цемента;
• повышение смачиваемости микро- и наночастиц аморфного кремнезёма с целью его эффективного вовлечения в процесс получения силуминов;
• разработку новых подходов к получению сплавов на основе алюминия с улучшенными физико-механическими свойствами.

По каждому направлению были получены следующие результаты:

• Разработана система оценки усадочных раковин и трещин на малогабаритных чушках алюминия и его сплавов, позволяющая литейщикам и контролёрам УТК осуществлять контроль качества продукции на основании объективных количественных показателей.

Разработан способ предотвращения усадочных трещин на литниковой поверхности алюминиевых чушек путём сдвига оксидной плёнки на периферию чушки, а также устройство для его реализации. Устройство внедрено и успешно используется на Иркутском алюминиевом заводе (филиал ПАО “РУСАЛ Братск” в г. Шелехов).

• Проведён анализ и исследована точность существующих методов приближённого расчёта термодинамических характеристик неорганических соединений с целью определения возможности их использования для определения энтальпии образования и энтропии интерметаллических соединений, образующихся в системах “алюминий–металл”.

На основе известных методов, разработаны методы приближённого расчёта термодинамических характеристик, отличающихся постоянством получаемых значений для интерметаллидов различного состава.  
Исследовано поведение примесей в процессах кристаллизации и образования химических соединений в системах “алюминий–металл”.

• Разработан и предложен новый способ рафинирования технического алюминия методом фракционной кристаллизации, заключающийся в выделении примесей железа и кремния из расплава алюминия за счёт его быстрого охлаждения и введения в поверхностный слой жидкости массивного стального кристаллизатора.

Способ позволяет добиться снижения концентрации железа в 5 раз (с 1,5 до 0,3 % (масс.)) и кремния в 3–4 раза (с 0,25 до 0,07 % (масс.)) в очищаемом металле.

• Разработан способ изменение свойств полупроводникового материала оксида индия-олова (повышение электропроводности, уменьшение ширины запрещённой зоны при сохранении оптической прозрачности) путём электрохимического внедрения в его структуру катионов следующих металлов: Al, Zn, Li, Na, Cs, Rb, Ga.

Показано, что полученные материалы на основе тонких плёнок оксида индия-олова с повышенной электропроводностью могут использоваться в производстве жидкокристаллических и сенсорных экранов, а также органических светодиодов.

• Разработан состав расплава и определены оптимальные условия оксидирования, обеспечивающие получение оксида TiO₂ с высокими электрохромными параметрами (являются потенциостатический режим окисления, температура 625±10 К, напряжение 20±5 В и время процесса 5–12 минут).

Полученные данные представляют основу для создания электрохромных индикаторных устройств на основе TiO₂.

• Разработана технология использования горелой породы шахтных отвалов Черемховского угольного месторождения в качестве активной минеральной добавки в производстве цемента.

Установлены причины, объясняющие степень активности горелой породы в контакте с цементом, при формировании цементного камня. Показано преимущество использования горелой породы в качестве активной минеральной добавки, по сравнению с золой уноса, традиционно применяемой цементными заводами. Установлено, что без снижения прочностных свойств готовых изделий возможно осуществить замещение горелой породой до 35 % цемента.

• Разработан способ улучшения смачиваемости микро- и нанодисперсных частиц аморфного микрокремнезёма.

Он включает в себя ультразвуковую обработку микрокремнезёма в ацетоне, термическую обработку при температуре 200–300 °C, а также легирование алюминиевого расплава магнием.

• Разработана технология получения доэвтектических силуминов, соответствующих ГОСТ 1583–93, с использованием отходов кремниевого производства.

Технология позволяет повысить эффективность промышленного получения силуминов за счёт частичного исключения из него энергозатратной стадии производства металлургического кремния, а также повысить экологическую безопасность, прилегающих к предприятиям – производителям кремния, территорий.
Разработка удостоена премии Губернатора Иркутской области в сфере науки и техники в 2020 году.