Термостабилизирующий поглощающий материал на основе манганитов редкоземельных элементов, способ его получения и термостабилизирующие покрытия на его основе
Основная информация
Название :
Термостабилизирующий поглощающий материал на основе манганитов редкоземельных элементов, способ его получения и термостабилизирующие покрытия на его основе
Автор предложения:
Основное технологическое направление :
Новые конструкционные материалы, методы обработки и производства
Дополнительные технологические направления :
Транспортно-логистические и космические системы
Дата публикации:
28.07.2025
Видимость :
Да
Аннотация:
Разработанная технология относится к материалам, изменяющим степень черноты в зависимости от температуры, и может быть использована в космической технике, химической, пищевой, легкой промышленности, в строительной индустрии. Поглощающий термостабилизирующий материал на основе манганитов редкоземельных элементов получают в мелкодисперсном порошкообразном состоянии. Используют манганиты, обладающие фазовым переходом зависимости излучательной способности от температуры, с общей формулой А(1 ‐ х)BxMnO3, где А - редкоземельный элемент, В - замещающий элемент, х в диапазоне 0,1÷0,3. Выбирают соединения соответствующих элементов (например, La и Sr), подбирают их концентрации для создания требуемого состава, перемешивают, прогревают до образования твердого раствора, который размалывают. К полученному материалу добавляют связующее вещество с растворителем в необходимой пропорции. Полученную смесь перемешивают до создания однородной массы и наносят на покрываемую поверхность тонким слоем.
Решаемые проблемы и области применения
Решаемые проблемы :
Разработка позволяет получить материал, изменяющий излучательную полусферическую способность ɛ при изменении температуры поверхности за счёт фазового перехода. Н-р, при увеличении температуры излучательная способность материала увеличивается, что способствует снижению температуры поверхности – возникает эффект термостабилизации. Наибольший эффект от применения материала ожидается в космической отрасли, т.к. в условиях космического пространства (вакуума) передача тепла возможна только излучением
Области применения:
IT, электроника и приборостроение
Технология
Описание технологии и ее ценность :
Технология основана на использовании манганитов, обладающих фазовым переходом в зависимости излучательной способности от температуры, с общей формулой А(1 ‐ х)BxMnO3, где А-редкоземельный элемент, В-замещающий элемент, х в диапазоне 0,1÷0,3. Выбирают соединения редкоземельного элемента (например, La) и замещающего элемента (например, Sr), подбирают их концентрации для создания требуемого состава, перемешивают, прогревают до образования твердого раствора, затем размалывают. К полученному материалу добавляют связующее вещество с растворителем.
Научная база :
1. Патент № 2404128 C2 Российская Федерация, МПК C01G 45/12, C01F 17/00. Поглощающий термостабилизирующий материал на основе манганитов редкоземельных элементов, способ его получения и термостабилизирующее покрытие на его основе: № 2008118831/05 : заявл. 12.05.2008 : опубл. 20.11.2010 / М.М. Михайлов; заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники.
2. Патент № 2606446 C Российская Федерация, МПК C01G 45/12, C01F 17/00. Пигмент для поглощающих термостабилизирующих покрытий: № 2015124596: заявл. 23.06.2015 : опубл. 10.01.2017 / М.М. Михайлов; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР).
3. High-temperature synthesis of La0.84Sr0.17MnO3 powder compounds / M.M. Mikhailov, T.A. Utebekov, E.V. Gorpinich, V.A. Vlasov // Russian Physics Journal. – 2015. – Vol. 57, No. 12. – P. 1793-1795. – DOI 10.1007/s11182-015-0453-5.
4. Исследование состава, структуры и свойств порошков La(1 – x)SrxMnO3, полученных твердотельным синтезом / М.М. Михайлов, Т.А. Утебеков, А.Е. Смолин, А.А. Ловицкий // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2016. – № 12. – С. 81-83. – DOI 10.7868/S0207352816120167.
5. Влияние концентрации стронция на свойства синтезированных порошков La(1-х)SrхMnO3 / М.М. Михайлов, В. А. Власов, Т.А. Утебеков [и др.] // Известия вузов. Физика. – 2016. – Т. 59, № 8. – С. 179-180.
6. The properties of LaSrМnO3 powders synthesized at various regimes / M. Mikhailov, A. Smolin, A. Sokolovskiy, V. Vlasov // Physica B: Condensed Matter. – 2017. – Vol. 521. – P. 49-55. – DOI 10.1016/j.physb.2017.06.050.
7. Solid-state synthesis of LaSrMnO3 powders for smart coatings / M. M. Mikhailov, T. A. Utebekov, A. A. Lovizkii [et al.] // Materials Research Bulletin. – 2017. – Vol. 89. – P. 154-160. – DOI 10.1016/j.materresbull.2017.01.038.
Конкурентные технологии :
Широко известны материалы с фазовыми переходами электрической проводимости и диэлектрической проницаемости в зависимости от температуры, которые используются в качестве элементов памяти запоминающих устройств и сигнетоэлектриков. Эти материалы представляют собой керамику на основе манганитов, никилитов и кобалатов редкоземельных элементов, титанатов бария и стронция с общей формулой A(1‐х)BxC(1‐y)DyOz, в которых основообразующие катионы А и С частично замещены элементами В и D [Нагаев Э.Л. Манганиты лантана и другие магнитные проводники с гигантским магнитосопротивлением, УФН, 1996, Т.166, №8, с.834-858; McQueeney R.J., Sarrao J.L, Osborn R. Phonon densities of states of La2 ‐ xSrxNiO4: Evidence for strong electron-lattice coupling. Phusical Reviev B. 1999, V60, №1, рр.80-84; Сабури О. Полупроводники на основе титаната бария. М., «Энергоиздат», 1982, 301 с.].
Известно также покрытие с обратимо изменяющейся излучательной способностью в зависимости от температуры, представляющее собой композитную пленку [Termal Control Device and Thermal Control Metod, номер публикации JP 2002120799, дата публикации 23.04.2002, авторы: Mase Ichiro, Makammura Yasuyuki, Shimawa Yuichi et. al].
Инновационность технологии, конкурентные преимущества :
Преимуществом разработанной технологии являются:
1. Эффект термостабилизации с диапазоном изменения излучательной способности в области фазового перехода Δɛ до 0,4.
2. Возможность регулировки рабочей температуры в широких пределах.
3. Метод синтеза не требует наличия сложного и дорогостоящего оборудования.
Потенциал импортозамещения :
Текущее состояние
Стадия готовности :
TRL 5. Экспериментальный образец в реальном масштабе
Описание текущего состояния :
Разработана технология изготовления термостабилизирующего (ТС) поглощающего материала на основе манганитов редкоземельных элементов, способ его получения и ТС покрытие на его основе, определена оптимальная концентрация редкоземельного и замещающего компонентов, исследованы оптические свойства и фаз
Интеллектуальная собственность :
| Название документа | 1. Патент РФ. Поглощающий термостабилизирующий материал на основе манганитов редкоземельных элементов, способ его получения и термостабилизирующее покрытие на его основе: № 2008118831/05 : заявл. 12.05.2008 : опубл. 20.11.2010 / М.М. Михайлов; заявитель Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. |
| Номер | 2404128 C2 |
| Название документа | Патент РФ. Пигмент для поглощающих термостабилизирующих покрытий: № 2015124596: заявл. 23.06.2015 : опубл. 10.01.2017 / М.М. Михайлов; заявитель Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. |
| Номер | 2606446 C |
План развития :
| 2025 |
Команда проекта
Численность проектной команды :
6
Структура и компетенции команды :
В состав команды входят высококвалифицированные специалисты, имеющие многолетний опыт работы в области радиационного и космического материаловедения. За последние 5 лет опубликовано более 64 научных статей, 58 из которых индексируются в Web of Science и Scopus (из них 20 статей в журналах первого квартиля – Q1), создано 12 РИД.
Члены команды :
| Михайлов Михаил Михайлович, | руководитель проекта | доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией радиационного и космического материаловедения (РКМ) |
| Нещименко Виталий Владимирович | исследователь | доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории РКМ |
| Лапин Алексей Николаевич | исследователь | кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории РКМ |
| Юрьев Семен Александрович | исследователь | кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории РКМ |
| Горончко Владимир Александрович | и | кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории РКМ |
| Федосов Дмитрий Сергеевич | исследователь | младший научный сотрудник лаборатории РКМ |
Бизнес-модель
Целевые сегменты:
Химическая и нефтехимическая отрасль, космическая отрасль, приборостроение, атомная энергетика
Потребность в производственном партнёре :
Требуется партнер для внедрения технологии в производство
Ценностное предложение:
Совместное внедрение технологии изготовления термостабилизирующего поглощающего материала на основе манганитов редкоземельных элементов и термостабилизирующих покрытий на его основе в производство
Каналы продаж и монетизация:
Лицензионные договоры по приобретению готовых технологий, заказы на НИОКР, заказы на проведение исследований материалов, терморегулирующих покрытий (ТРП) и их компонентов, а именно:
1. Внедрение разработанных технологий в цикл производства предприятия.
2. Исследование спектров диффузного отражения и коэффициента as пигментов, связующих, функциональных добавок ТРП Заказчика до и после облучения различными видами излучений (электроны, протоны, ультрафиолет) в вакууме до 5·10-6 торр.
3. Сравнение характеристик используемых в настоящее время Заказчиком покрытий и/или их компонентов с разработанными в лаборатории РКМ ТУСУР модифицированными покрытиями/компонентами (примеры разработок представлены в приложении).
4. Проведение исследований образцов ТРП и их компонентов на оборудовании лаборатории РКМ ТУСУР.
5. Подготовка образцов разработанных в лаборатории РКМ ТУСУР пигментов и покрытий для прохождения испытаний на предприятии Заказчика в соответствии с необходимыми для внедрения в производство требованиями.
6. Совместная разработка пигментов, связующих и готовых ТРП по техническому заданию Заказчика.
7. Модифицирование существующих и широко используемых покрытий и их компонентов с целью улучшения характеристик (повышение фото- и радиационной стойкости, снижение коэффициента as и др.).
8. Выполнение любых других исследований ТРП и материалов Заказчика на имитаторе условий космического пространства «Спектр» с регистрацией свойств и рабочих характеристик в вакууме на месте облучения после каждого периода (дозы, флюенса) облучения (in situ), а также исследований состава, структуры, оптических, электрических, механических и других свойств на нашем аналитическом оборудовании (список оборудования представлен в приложении).
Предложение инвестору / партнеру
Потребность в производственном партнёре :
Требуется партнер для внедрения технологии в производство
Необходимые ресурсы для реализации проекта :
Финансирование для проведения дополнительных работ (рассчитывается в зависимости от требований Заказчика).
1) постановка технологии на предприятии;
2) адаптация технологии к оборудованию предприятия и массовому производству;
3) исследование рабочих характеристик конечного продукта.
Дорожная карта развития проекта :
| 2025 | 2026 |
| Мелкосерийное производство | Серийное производство |
Прикреплённые файлы к проекту :
Патент 2404128 Поглощ термостаб материал на основе манганитов.pdf
Приложения 1-3.docx
Патент 2606446 пигмент для поглощающих ТСП.pdf