|
|||
|
|||
|
0
0
0
0
|
../../../..логии неорганических веществ и материалов > Кафедра химической технологии высокотемпературных материалов КАФЕДРА ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Заведующий кафедрой доктор техничеcких наук, профессор С. А. Суворов О кафедре
Высокотемпературные материалы обеспечивают потребности современной
цивилизации в тепловой, атомной и других видах энергии, как универсальные
средства осуществления интенсивных передовых технологий, определяют и
поддерживают развитие промышленности и научной деятельности, способствуют
оптимизации среды обитания человека, экономят материальные, тепловые и энергетич еские ресурсы, предотвращают экологические катастрофы.
Ведущее положение среди высокотемпературных материалов принадлежит огнеупорам, предназначенным к эксплуатации в конструкциях, аппаратах, агрегатах, системах при температурах от 800 до 3000°C. Ресурс огнеупоров определяет экономическую и техническую эффективность металлургических, химических и нефтехимических производств топливно-энергетического комплекса и др. С целью подготовки инженеров по технологии огнеупорных материалов на основании постановления Совета Министров РСФСР приказом Министерства Высшего образования СССР от 02.12.1947 г. в составе Ленинградского технологического института была образована кафедра технологии огнеупоров. Приказом по институту от 27.12.1947 г. заведующим кафедрой был назначен профессор Ярослав Васильевич Ключаров. Видный специалист в области физической химии и технологии огнеупоров, замеч ательный педагог, д.т.н., профессор Я.В. Ключаров (1903 – 1973 гг.) возглавлял кафедру в течение 25 лет. Наиболее важными работами того периода стали исследования огнеупоров системы MgO-Al2O3; MgO-SiO2, MgO-Cr2O3-ZrO2. Была предложена рациональная технология магнезитохромитовых огнеупоров, исследовано образование фаз в магнезиальных бетонах и растворах, предназначенных для футеровки вращающихся печей цементной промышленности. Проведенная работа позволила решить важный комплекс практических вопросов, связанных с обеспечением инженерными и научными кадрами послевоенного восстановления и развития огнеупорной подотрасли, металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности, ряда оборонных отраслей. В 1974 г. кафедру возглавил ученик профессора Я.В. Ключарова – д.т.н., профессор Станислав Алексеевич Суворов. С.А. Суворов после окончания в 1962 г. кафедры технологии огнеупоров Технологич еского института по решению Президиума АН СССР был зачислен в аспирантуру при Институте химии силикатов АН СССР без прохождения производственного стажа. В 1965 г. защитил кандидатскую диссертацию и приступил к работе на кафедре технологии огнеупоров Технологического института в должности младшего научного сотрудника, с 1967 г. перешел на преподавательскую работу. В 1974 г. успешно защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук. Созданное и развиваемое С.А. Суворовым научное направление – образование и трансформация объемных и сопряженных поверхностных фаз в физико-химич еском проектировании и управлении свойствами высокотемпературных неметаллич еских материалов, имеет целью создать научный потенциал для решения прикладных проблем синтеза и технологии огнеупорных материалов и изделий, обладающих исключительно высокими показателями прочности, термостойкости, химической устойчивости и др. свойств, предназначенных для реализации интенсивных тепловых, энергетических, химических, металлургических и др. процессов. В связи с переходом на многоуровневый выпуск специалистов (бакалавр – инженер – магистр) и расширением профиля подготовки по решению Ученого совета института кафедра получила нынешнее наименование «Кафедра химической технологии высокотемпературных материалов». Под руководством профессора С.А. Суворова теоретически и экспериментально исследовано эволюционирование конденсированных фаз в большом числе высокотемпературных систем, в том числе основополагающей для огнеупоров системе MgO-CaO-Al2O3-Cr2O3-SiO2-ZrO2, рассмотрена термодинамическая обусловленность активированного спекания и кинетика консолидации порошкооб-разного вещества в плотный материал. Разрабатываемые подходы к анализу фазо-вого состояния границ зерен поликристаллических материалов, позволяющие описать кинетику химических реакций в межзеренном пространстве в ходе синтеза высокотемпературных материалов, были развиты и обобщены на основе принципов физической химии низкоразмерного состояния вещества, в частности, дано определение области критических размеров вещества. Сформулированные в рамках развиваемого научного направления теоретические обобщения использованы для физико-химического проектирования огнеупорных материалов нового поколения. Приоритетно разработаны теоретические принципы технологии огнеупоров для работы в экстремальных условиях интенсивного воздействия температуры, ее больших градиентов, потоков газа, расплавов металла, отличающихся комплексом выдающихся свойств. Создание новых видов огнеупоров и материалов, освоение их промышленного производства в ряде случаев позволило отказаться от экспорта сходных по свойствам материалов, привело к существенному снижению энергоемкости, материалоемкости, трудозатрат, позволило повысить производительность агрегатов за счет снижения простоев, улучшить условия труда и состояние окружающей среды. Исключительно большое народно-хозяйственное значение имеют работы кафедры по созданию и освоению в промышленных масштабах: карбонированных огнеупорных масс и изделий для футеровки металлургических ковшей, сталеплавильных конвертеров и электропечей; изделий из плавленого периклаза, применяемых в узлах устройств непрерывной разливки конвертерной стали; периклазошпинелидных изделий, набивных масс и нейтрализаторов для вакуумной переработки стали в специальной металлургии; термостойких огнеупоров с использованием титаната алюминия для изготовления экранов котлов-утилизаторов при добыче и переработке кислых газов; огнеупорных торкрет-масс для тепловой защиты колонн регенерации катализаторов и систем транспорта катализаторов (нефтехимия); тепловых экранов для выращивания монокристаллов, работоспособных до 2000-2200°С; теплоизоляционных изделий из вермикулита для кладки тепловых агрегатов в стройиндустрии; жаростойких электроизоляционных слюдопластовых материалов для электробытовой техники. Большинство разработанных технологий и материалов по своим параметрам существенно превосходит мировой уровень и принадлежит к числу оригинальных. Это относится к: способу получения монокристаллических игольчатых и волокнистой форм муллита и магнезиальноглиноземистой шпинели; композицион-ным огнеупорам для утилизации концевых промышленных кислых газов; эластич ным огнеупорным материалам; резистивным радиантным тепловыделяющим элементам из хромитлантановых композиций, работоспособных до 1700 о С; периклазовым карбонированным огнеупорам с предельно высокой прочностью при изгибе при 1400 о С; негидратирующимся материалам из оксида кальция для производства и переработки сверхчистых металлов и сплавов нового поколения; корундовым композиционным материалам с исключительно высоким значением вязкости разрушения К1С более 10 МПа·м 1/2 , уникальным многофункциональным муллитовым изделиям и материалам, сложенным монокристаллами игольчатой и волокнистой формы, с выдающимся комплексом свойств и постоянством объема при термическом и радиационном нагружениях. Научно-педагогическая школа Санкт-Петербургского технологического института в области химической технологии высокотемпературных материалов сформировалась под непосредственным влиянием выдающихся ученых: академика И.В. Гребенщикова и члена-корреспондента АН СССР Н.А. Торопова (возглавлявших Институт химии силикатов), академиков Д.С. Белянкина и П.П. Будникова, действительного члена АН Украины А.С. Бережного, профессора Э.К. Келера. Многолетние творческие связи с ИХС РАН, Санкт-Петербургским институтом огнеупоров, Российским химико-технологическим университетом им. Д.И. Менделеева, Уральским государственным техническим университетом (УПИ), Восточным институтом огнеупоров, Украинским институтом огнеупоров и другими родственными педагогическими и научными организациями активно поддерживаются и в настоящее время. Одной из важных форм взаимодействия с учеными и научными школами в России является деятельность д.т.н., профессора С.А. Суворова в качестве председателя Совета по присуждению ученой степени доктора наук по специальностям 05.17.11 – химическая технология керамических, силикатных и тугоплавких неметаллич еских материалов, 02.00.04 –физическая химия, 02.00.11 – коллоидная химия, 05.02.01 – материаловедение и технология новых материалов (по разделу химич еских наук), а также его участие в работе экспертного совета ВАК РФ, научного совета «Новые керамические материалы» при Министерстве науки и технологий РФ, секции «Огнеупоры, цементы, клеи, наполнители» Керамического общества РФ, научно-технического совета Научно-исследовательского института огнеупоров, редакционных коллегий журналов «Огнеупоры и техническая керамика» и «Новые огнеупоры». В течение ряда лет на основе межгосударственных соглашений кафедра проводила подготовку инженерных и научных кадров для Китая, Венгрии, Румынии, Болгарии, ГДР, КНДР, осуществляла обмены преподавателей и студентов с Пражской высшей химико-технологической школой. В последние годы выполнялись технологические разработки по заказам южнокорейских фирм. Создание новых видов огнеупоров и технологий, их промышленное испытание и освоение осуществляются на кафедре в тесном сотрудничестве с ведущими предприятиями, производящими и потребляющими огнеупорную продукцию: ОАО «Боровичский комбинат огнеупоров», ОАО «Комбинат Магнезит», ОАО «Богдановичский огнеупорный завод», ОАО «Северсталь», ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ОАО «Ижорские заводы», ОАО «Рязанский нефтеперерабатывающий завод», ОАО «Оренбургский нефтеперерабатывающий комбинат» и др. В начале 80-х годов на Новолипецком металлургическом комбинате впервые в мировой практике успешно испытаны в сталеразливочных ковшах известковопериклазовые карбонированные бетоны на термореактивных пластификаторах. Высокие результаты были получены при испытаниях периклазоуглеродистых огнеупорных изделий в кладке электропечей в ОАО «Челябинский металлургический завод» и ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат». Большой интерес у многих предприятий вызвали результаты испытаний в кладке камер циркуляционного вакуумирования стали эластичных огнеупорных материалов (ЭЛОМ) на Волгоградском заводе «Баррикады». ЭЛОМы, как показали многочисленные промышленные испытания, полностью решают проблему уплотнения разъемов и стыков элементов конструкций футеровок самых разнообразных металлургических и иных тепловых агрегатов, сваривания или разделения огнеупорных изделий. Кафедрой внесен существенный вклад в развитие технологии конструкционных материалов специального назначения, в частности в создание тугоплавких радиопрозрач ных и сверхлегких теплоизоляционных материалов, предназначенных для использования в ракетно-космической и глубоководной технике. Большой интерес был проявлен к разработанным на кафедре изделиям с высокой вязкостью разрушения для защиты бронетехники, накопителям электромагнитной энергии для разгонных блоков ракет. Тепло-радиопрозрачные материалы для Красноярской радиолокационной станции и теплоизоляционные радиационноустойчивые материалы для реакторов на быстрых нейтронах включены в Государственную программу конверсии материалов двойного применения. Основой функционирования научно-педагогической школы является подготовка научных и инженерных кадров. Кафедра химической технологии высокотемпературных материалов готовит инженеров по специальности 250800 – «Хи-мич еская технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов», по специализациям: 250807 – «технология огнеупоров» и 250808 – «технология теплоизоляционных материалов и изделий». В рамках указанных направлений и специализаций выпускники кафедры получают углубленную подготовку в области высокотемпературного материаловедения, технологии дискретных зернистых функциональных огнеупорных материалов, радиантных, инфракрасных, микроволновых и наноматериалов, высокотемпературных конструкционных и композиционных материалов, проектирования, изготовления и эксплуатации высокотемпературных футеровок и конструкций. Выпускники кафедры подготовлены к профессиональной деятельности в научно-исследовательских, проектных и производственных организациях, на предприятиях металлургии, химии, нефтехимии, строительных материалов, машиностроения, автомобилестроения, атомной энергетики, топливноэнергетич еского и аэрокосмического комплексов. По специальным программам на кафедре проходят повышение квалификации инженерные и научные работники металлургических и огнеупорных производств, нефтеперерабатывающих предприятий. Большое внимание уделяется индивидуальной работе со студентами, развитию их творческой научной активности. При этом действует целевой принцип подготовки специалистов – от теории к практическим навыкам, научное, техническое и технологическое воплощение знаний, творческих умений, возможно более тесная связь с практикой профессионального труда. В 2002 г. разработан и утвержден новый учебный план подготовки инженеров, предусматривающий общий объем специальной подготовки в размере 2265 часов, включая 1392 часа по дисциплинам специализаций (по выбору), при этом значительное время отведено самостоятельной работе студентов. Введены новые курсы: «Технология новых материалов», «Эксперимент в технологии высокотемпературных материалов», «Системное проектирование высокотемпературных материалов», «Инженерно- технологические расчеты». Пересмотрены рабочие программы учебных дисциплин. Ведется постоянное обновление и совершенствование содержания курсовых и дипломных работ, лабораторных практикумов, в частности введены новые лабораторные практикумы: комплексное исследование микроструктуры, микроволновое спекание, исследование трещиностойкости хрупких материалов, экструзия пластифицированных масс. Активно внедряются в учебный процесс современные программные продукты, позволяющие осуществлять термодинамические и теплотехнические расчеты, проектировать огнеупорные футеровки и конструкции. Одновременно вновь разработаны учебные планы и рабочие программы учебных дисциплин для подготовки бакалавров и магистров, специализирующихся в области химической технологии высокотемпературных материалов.В настоящее время на кафедре работают на постоянной основе 1 профессор, 5 доцентов, 1 ассистент. К педагогической деятельности привлекаются ведущие специалисты научно-исследовательского института огнеупоров, где организован базовый учебный комплекс кафедры “Градиент”. Научный штат кафедры составляет 6 научных сотрудников, учебно-вспомогательный персонал – 6 человек. Количество одновременно обучающихся на кафедре студентов 40 – 50 человек, в том числе в бакалавриате – 8-10 и в магистратуре 10 – 12. Благодаря тесному сотрудничеству с ведущими предприятиями отрасли активно функционирует аспирантура, в которой проходит подготовку по различным формам 8 –12 человек. Наряду с педагогической и учебно-методической работой все преподаватели ведут активную научную деятельность и добиваются высоких результатов. Доцент Фищев В. Н. разрабатывает высокотемпературные теплоизоляционные материалы с регулируемой поровой структурой и повышенной термостойкостью. Доцент Сараева Т.М. создала термостойкие оксидные огнеупоры для наплавления легированного кварцевого стекла. Доцент Туркин И.А. разработал комплекс коррозионноустойч ивых огнеупоров для стекловаренных печей, сформулировал теоретич еские и технологические принципы активированного спекания тугоплавких оксидов под действием электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты. Доцент Долгушев Н.В. обнаружил фазовый переход второго рода со сменой геометрии поверхности частиц и предложил использовать фрактальную размерность профиля поверхности в качестве параметра при термодинамическом описании наноразмерных систем, сформулировл критерии их устойчивости. Одновременно им создан оригинальный программный комплекс «ALMA инструментальные средства системного анализа». Доцентом Шевчиком А.П. выполнены работы, имеющие принципиально важное значение для увеличения ресурса работы и повышения экологической чистоты инфракрасных радиантных нагревательных элементов на основе легированного хромита лантана. Старшим научным сотрудником Смиловицким А.М. проведены перспективные разработки по магнезиальным карбонированным огнеупорам для черной металлургии. Кафедра располагает необходимыми материально-техническими ресурсами для проведения лекционных, практических и лабораторных занятий и научных исследований, имеет в своем распоряжении приборы и технику, отвечающие современным требованиям. Имеются два дериватографа для высокотемпературных исследований в вакууме, нейтральной и окислительной средах, дилатометр, микроанализатор изображений микроструктур, установка для высокочастотного микроволнового нагрева, вакуумные электрические печи до 2500 о С, методические высокотемпературные установки и печи для работы в окислительных средах с температурой до 1700 о С, современный набор технологического оборудования, в частности струйная, планетарная, шаровая и вибрационные мельницы, оборудование для осуществления различных способов формования изделий: два гидростата, механич еские прессы, экструдеры и др. Компьютерный парк кафедры включает 10 персональных ЭВМ с процессорами Pentium, снабженных пакетами программ для выполнения инженерных расчетов и базами данных для прогнозирования свойств и поведения материалов и конструкций в экстремальных условиях термического и механического нагружения. Сырьевые материалы для экспериментальных, в т.ч. лабораторных работ поступают с действующих предприятий. Имеются в наличии необходимые химические реактивы и вспомогательные материалы. Финансирование работ осуществляют предприятия огнеупорной промышленности. Ведутся исследования по программам Министерства образования РФ, грантам Минпромнауки РФ, индивидуальным грантам, полученным аспирантами. Науч ные исследования ведутся с участием студентов. Со времени основания кафедры выпущено 1114 инженеров, 10 магистров, 22 бакалавра, подготовлено 68 кандидатов и 8 докторов наук. Многие воспитанники кафедры достигли заметных результатов в науке, производстве, бизнесе. Среди них Суворов С.А., д. т. н., профессор, зав. кафедрой химич еской технологии высокотемпературных материалов, проректор СПбГТИ; Страхов В.И., д. т. н., профессор, зав. кафедрой технологии стекла и общей технологии силикатов, декан факультета химической технологии неорганических веществ и материалов СПбГТИ; д. х. н. Швайко-Швайковский В.Е. (ИХС РАН); Науменко В.А., д. э. н., к. т. н., генеральный директор ОАО «Подольскогнеупор»; Кортель А.А., к. т. н., директор научного центра «Северо-Запад» ОАО «Комбинат Магнезит» ; Мигаль В.П., к.т.н., председатель совета директоров, технический директор ОАО «Боровичский комбинат огнеупоров», Сакулин В.Я., главный инженер, Панфилова Э.Ю., директор по качеству, Маргишвили А.П., директор центра совершенствования технологии и производства ОАО БКО; Коптелов В.Н., зам. директора по научной работе центра технологических разработок, контроля и испытания огнеупоров, Баранов А.П., главный технолог ОАО «Магнезит»; Кононов В.А., генеральный директор ОАО «Шибер»; Ильин Г.И., генеральный директор ООО «Риосталь»; Аксельрод Л.М., генеральный директор ОАО Санкт-Петербургский институт огнеупоров; Жуковская А.Е., к.т.н., председатель технического комитета по стандартизации огнеупоров при Госстандарте РФ; Сиваш В.Г., к.т.н., бывший директор Богдановичского огнеупорного завода, ныне зам. генерального директора Екатеринбургэнерго, и многие другие. Четверо выпускников кафедры удостоены звания лауреата Государственной премии. Среди тех, кто получил научную подготовку на кафедре, нельзя не упомянуть д.т.н., члена-корреспондента КазССР С.М. Зубакова, к.т.н. А.Г. Белогрудова, в теч ение многих лет возглавлявшего завод «Казогнеупор». Свидетельством высокого уровня подготовки специалистов является успешная деятельность выпускников кафедры в ведущих зарубежных фирмах, связанных с производством и продвижением огнеупоров на рынок (к.т.н. Д.Н. Борзов, к.т.н. С.В. Бочаров, инженер В.А. Устинов, инженер А.В. Шестаков, инженер А.А. Трисветов и др.) . Кафедрой подготовлено более 650 публикаций, получено более 300 авторских свидетельств и 30 патентов, 25 учебных пособий. Преподавателями кафедры в содружестве с ведущими специалистами ОАО СпбИО и ОАО БКО подготовлено и издано в 2000 г. учебное пособие «Управление качеством огнеупорной продукции», получившее гриф Министерства образования РФ. Опубликованы монографии: «Огнеупоры для вакуумных металлургич еских агрегатов» (1982г.), «Фазовые диаграммы и термодинамика оксидных твердых растворов» (1986г.), «Фазообразование и свойства материалов в системах ВеО-Al1,5О-MeOn (Me-3d элемент, Ca)» (1988г.), «Перспективные направления химии и химической технологии» (1992г.), «Жаростойкие слюдосодержащие материалы для электротехники» (1992г.), «Низкоразмерное состояние вещества: свойства, описание, параметризация» (2001 г.) Разработки кафедры, выполненные под руководством С.А. Суворова, отмечены медалями ВДНХ и экспонировались на выставке в Брюсселе. Преподаватели, сотрудники, аспиранты и студенты кафедры участвуют в науч ных конференциях, симпозиумах, совещаниях различного уровня. Эффективность деятельности научно-педагогической школы Санкт-Петербургского технологического института в области технологии высокотемпературных материалов нашла высокое признание Государства и научной общественности. Профессор Я.В. Ключаров был награжден орденом "Знак почета" и медалью "За доблестный труд в Великой отечественной войне". Заслуги в научной и педагогической деятельности профессора С.А. Суворова отмечены орденом Трудового Красного Знамени, почетным званием “Заслуженный деятель науки и техники РФ”, знаком “Изобретатель СССР”. Он избран действительным членом Российской академии Естественных наук, членом-корреспондентом Российской Академии технологических наук, членом-корреспондентом Российской Инженерной Академии, членом-корреспондентом Международной Инженерной Академии. Кафедра готовит: бакалавров по направлению - 55.08.00 "Химическая технология и биотехнология"; инженеров и магистров по специальности - 25.08.00 "Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов", по специализациям:
Введены два новых
лабораторных практикума:
Взято с www.gti.spb.ru |
|