«Приоритет-2030»: исследователи ВятГУ разработали дилатометр для анализа при высоких температурах.

      Основная цель метода дилатометрии заключается в исследовании изменения размеров тел под влиянием температуры, давления, ионизирующего излучения и других факторов. Ученые Института химии и экологии ВятГУ в рамках стратегического технологического проекта "Материалы и технологии электрохимической энергетики" программы развития университета на 2025-2036 годы разработали опытный образец высокотемпературного дилатометра. В состав команды разработчиков вошли: доцент кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических производств, к.х.н. Владимир Воротников, младший научный сотрудник центра компетенций "Полимерные материалы" Алексей Иванов, инженер центра компетенций "Полимерные материалы" Марк Бобро и инженеры-лаборанты кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических производств Анатолий Дувакин и Степан Чикишев.

      "Большинство дилатометров функционируют в диапазоне от комнатной температуры до 900 °C. Наша разработка позволяет исследовать материалы при температурах до 1400 °C. Однако расширение температурного диапазона предъявляет более высокие требования к используемым конструкционным материалам дилатометра. Знания нашей команды в области материаловедения и приборостроения помогли создать надежную конструкцию устройства и удобный интерфейс для пользователей", - отметил руководитель научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы Владимир Воротников.

      Ключевым элементом конструкции прибора является высокоточный щуп, который регистрирует изменения размеров объекта при нагревании и охлаждении. В процессе работы прибор фиксирует образец керамики, металла или стекла в специальной ячейке, которая затем помещается в высокотемпературную камеру. В процессе нагрева или охлаждения материал изменяет свои размеры, которые с точностью до нанометров фиксируются с помощью датчика изменения длины и передаются в цифровом формате на компьютер. Результатом эксперимента становится график зависимости изменения длины образца от температуры и времени. Эксперимент, длительность которого составляет в среднем около суток, не требует непрерывного присутствия оператора, так как система полностью автоматизирована и может самостоятельно обнаруживать и устранять неполадки, например, при кратковременном отключении питания.

      "В случае потери сигнала с какого-либо устройства, система перезагрузит дилатометр, восстановит соединение и вновь начнет сбор данных, обеспечивая целостность исследования", - пояснил разработчик программного обеспечения Алексей Иванов.

      Значение метода дилатометрии заключается в возможности напрямую оценивать следующие характеристики материалов: коэффициент термического расширения, фазовые переходы, точки размягчения различных соединений. Данная разработка может быть использована для аттестации свойств материалов в различных отраслях, таких как аэрокосмическая, строительство, электрохимическая энергетика, электроника и даже стоматология.

      Высокотемпературный дилатометр является второй разработкой ученых ВятГУ в рамках стратегического технологического проекта. В 2025 году они представили высокотемпературный микроскоп для изучения спекаемости материалов.

      Опытный образец высокотемпературного дилатометра был передан заказчику – филиалу Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследования центра – Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова (Филиал НИЦ "Курчатовский институт"-ПИЯФ-ИХС), откалиброван и подготовлен к эксплуатации.

      Наталья Тюрнина, к.х.н., заместитель директора по внебюджетной деятельности, инфраструктуре и популяризации науки филиала НИЦ "Курчатовский институт"-ПИЯФ-ИХС, отметила: "Мы рады быть частью разработки отечественного исследовательского оборудования и использовать опытный образец высокотемпературного дилатометра, который органично дополняет опытный кварцевый дилатометр, также разработанный нашими коллегами, и позволит углубить знания о исследуемых нами оксидных системах в широком диапазоне температур".