Принципы создания материалов и технологий нового поколения

«Многие свойства материала, по сути, все свойства материала, определяются его кристаллической структурой. Если вы знаете, где находятся атомы, вы можете понять и предсказать свойства такого материала. Классический пример – графит и алмаз. Химически это одно и то же – углерод, но свойства диаметрально противоположны, потому что разное расположение атомов, по-разному организованы их связи в пространстве. И зная структуру, вы можете сказать, что вот это будет сверхтвердым материалом, а вот это будет сверхмягким», — Артем Оганов, Профессор, руководитель лаборатории дизайна материалов, Сколковский институт науки и технологий (Сколтех); профессор, Российская академия наук.

«Мы реализуем это все в формате виртуальных испытательных полигонов. У нас создаются отдельные полигоны для технологий, отдельный полигон для материала, отдельный полигон для конструкции, где это взаимное влияние таких сущностей друг на друга мы можем учитывать», — Георгий Плотников, Руководитель группы цифрового материаловедения, ООО «Центротех-Инжиниринг» (Госкорпорация «Росатом»).

«Сейчас мы живем в то время, когда стало возможным, наконец, предсказывать материалы с нужными вам свойствами, перемалывать огромные массивы данных. Делать это гораздо быстрее, чем это мы могли делать раньше за счет методов обучения. Мы перешагнули на новый уровень сложности», — Артем Оганов, Профессор, руководитель лаборатории дизайна материалов, Сколковский институт науки и технологий (Сколтех); профессор, Российская академия наук.

«Разработка материалов, собственно говоря, происходит на этапе, наверное, ближе к атомарному, к наноуровню. И не менее важно моделировать переходы от микроструктуры материала к уровню слоя, к уровню самого изделия, для того чтобы мы могли понимать, как наш материал будет вести себя уже в составе какой-то конечной конструкции, в составе какого-то конечного изделия», — Георгий Плотников, Руководитель группы цифрового материаловедения, ООО «Центротех-Инжиниринг» (Госкорпорация «Росатом»).

«И все эти ступени были пройдены. Мы прошли и сплавы с равноосной структурой, с направленной структурой, монокристаллические сплавы. Сейчас мы пришли к текущей максимальной ступени развития, это рений, рутенийсодержащие никелево-жаропрочные сплавы, которые позволяют нам говорить о рабочих температурах в 1200 градусов. Но мы все понимаем то, что каких-то последующих кардинальных скачков на 100, на 200 градусов не будет», — Павел Мазалов, Заместитель начальника научно-исследовательского отделения, Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов НИЦ «Курчатовский институт».

«То есть для двигателя ПД-14 – это пятое поколение – потребовалось создание 20 новых материалов, которые успешно были реализованы. Для следующего поколения, 5+, потребовалось создание 16 новых материалов. И уже про ближайшие перспективы, это двигатель шестого поколения, семейство двигателей шестого поколения. <...> Там уже требуется создание 18 критических технологий в комплексе. И, безусловно, именно в таком ключе создание новых материалов в привязке к конечному изделию имеет максимальную значимость для государства», — Павел Мазалов, Заместитель начальника научно-исследовательского отделения, Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов НИЦ «Курчатовский институт».

«Но сейчас мы приходим к ситуации такой, что рынок ставит перед нами все более амбициозные задачи. Очень сильно конкурируют между собой производители за оптимальные конструкции, за оптимизированные конструкции, за оптимизированные изделия. И здесь мы не должны ограничиваться цифровым двойником изделия, а должны уже приходить к таким понятиям, как цифровой двойник материала и цифровой двойник технологического процесса. И как раз цифровые двойники материала – это то, что и должно нам помочь ускорить доведение новых материалов от момента их разработки до внедрения в производство», — Георгий Плотников, Руководитель группы цифрового материаловедения, ООО «Центротех-Инжиниринг» (Госкорпорация «Росатом»).