Учёные Пермского университета разработали уникальное оборудование, позволяющее исследовать свойства материалов с высокими температурами плавления (до 2000ºС) и получать новые чистые материалы без примесей. Сотрудники малого инновационного предприятия «Лаборатория базальтового стекла» оформили патент на изобретение «Холодный тигель».
«Печей, которые занимаются плавкой, достаточно много. Однако их конструкция не позволяет наблюдать за самим процессом плавления. Индукционная печь плавления помогает решить эту проблему: у исследователя есть возможность видеть, какие изменения происходят, брать пробы для анализа. Кроме того, мы устранили недостатки водоохлаждаемой конструкции тигля, что позволило сократить временные затраты на процесс плавления», – рассказывает руководитель «Лаборатории базальтового стекла» Рауль Ергалиев.
Еще одно преимущество нового оборудования – потребление меньшей мощности по сравнению с аналогами. Существующие тигли имеют сложную конфигурацию и представляют собой замкнутую структуру, состоящую из медных полых элементов, по которым проходят большие потоки охлаждающей жидкости. Сам нагрев происходит за счёт электромагнитных волн, для этого нужна большая мощность. Запатентованное изобретение для полноценной работы потребует порядка 80 киловатт, это в два раза меньше, чем используют аналоги.
«Любая замкнутая цепь – это увеличенное сопротивление и потребление энергии. Нам же удалось эту цепь разомкнуть, заменив участки медной конструкции на диэлектрики. Это позволило сократить затраты на потребление энергии и снизить стоимость продукта. Мы оказались первыми в этой, казалось бы, простой теме. Получить патентное изобретение по улучшению технологии ХХ века многого стоит», – поясняет учёный.
Кроме того, холодный тигель пермских ученых позволяет плавить материалы в объёме до 5 литров, а также более устойчив к агрессивным средам расплавов и выдерживает сотни плавок, в то время как другие тигли быстро выходят из строя.
Сейчас сотрудники лаборатории ПГНИУ начинают работу над созданием вакуумной камеры для конструкции холодного тигля. Усовершенствованное изобретение даст возможность получать новые материалы – выращивать монокристаллы и фианиты, и позволит выйти на более высокие температуры плавления (2500–3000ºС) и на производство всех видов порошков для аддитивных технологий.
