Российский
химико-технологический
университет имени Д.И. Менделеева
D.Mendeleev University of Chemical Technology of Russia
125047 Москва, Миусская пл., 9  |  (499) 978-86-60
Версия ЧБ
Проводятся технические работы на сайте. Приносим извинения за доставленные неудобства

Институт высокотемпературных материалов и технологий

Институт высокотемпературных материалов и технологий – научно-инновационное подразделение в составе факультета ТНВиВМ, являющееся правопреемником действовавшего до изменения структуры Университета института с тем же названием.

ИВМТ осуществляет координацию научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ научных центров, лабораторий и кафедр факультета ТНВ и ВМ с целью пропаганды научных достижений и коммерциализации научных разработок в области неорганических неметаллических материалов.


В составе Института действуют:

  • Международная лаборатория функциональных материалов на основе стекла;
  • Центр оптического стекла;
  • Научно-образовательный центр «Технический дизайн изделий из силикатных материалов»;
  • Межкафедральная лаборатория по химической технологии неорганических покрытий;
  • Научно-образовательный центр перспективных материалов и технологий (рук. Е.Г. Винокурова); 
  • Центр коллективного пользования научных оборудованием «Физико-химия нано- и микроструктур для фотоники и электроники»;

В составе Института могут создаваться в установленном порядке новые центры, лаборатории и другие структурные подразделения.

Неорганические неметаллические материалы (ННМ) могут работать не только при обычных, но и, что сегодня особенно важно, при экстремально высоких температурах. У них много свойств, которыми не обладают металлы и органические полимеры – способность работать при высоких температурах, высокая твердость, прочность и абразивная стойкость, высокая коррозионная стойкость, низкий коэффициент трения и др.

Все технологии, указанные в «ПЕРЕЧНЕ КРИТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» невозможны без ННМ. Сегодня без ННМ не может обойтись ни одна отрасль промышленности.

Огромное многообразие современных искусственных и природных материалов по химической природе принято подразделять на три группы – металлы, органические полимеры и неметаллические неорганические материалы (ННМ), которые иногда называют неорганическими полимерами. Мы занимаемся преимущественно высокотемпературными ННМ, которые могут работать не только при обычных, но и при экстремально высоких температурах, поэтому мы называемся Институт высокотемпературных материалов и технологий. К высокотемпературным ННМ относят материалы на основе тугоплавких соединений – оксидов, нитридов, карбидов, силикатов и т.д., в технологиях которых широко используют высокотемпературные процессы.

Важнейшей оценкой уровня развития цивилизации являются материалы, которые она использует. Широко известны выражения «каменный век», «бронзовый век». Некоторые футурологи предсказывают наступление нового каменного века, в котором будут широко применять изделия из ННМ. У них много свойств, которыми не обладают металлы и органические полимеры – способность работать при высоких температурах, высокая твердость, прочность и абразивная стойкость, высокая коррозионная стойкость, низкий коэффициент трения и др. Сырьевая база для многих из них несоизмеримо шире, чем для металлов. Земная кора состоит из ННМ (силикатов).

Значительная часть ННМ нетоксична и их производство практически не загрязняет окружающую среду. Утилизация отслуживших изделий проста, доступна и обычно сводится к измельчению и повторному использованию материала.

В решении экологических проблем ННМ играют важнейшую роль. Большинство вредных неорганических веществ, включая радиоактивные, становятся значительно менее вредными, если их «заключить» в ННМ. Сегодня такие технологии захоронения отходов используют во всем мире. Катализаторы, фильтры, мембраны из ННМ предотвращают образование вредных веществ и их попадание в окружающую среду. Эффективная высокопористая теплоизоляция из ННМ уменьшает тепловое загрязнение атмосферы. Высокотемпературные печи с огнеупорной футеровкой из ННМ позволяют полностью, без выделения вредных газов, сжигать органические отходы, вплоть до разложения таких стойких супертоксикантов, как диоксины. Более того, в производстве самих ННМ все шире используются вторичные ресурсы и отходы химической, металлургической, горнодобывающей промышленности с целью их утилизации и превращения в полезный продукт.

Сегодня создание новых видов и типов ННМ способствует и во многом определяет прогресс техники, энергетики, промышленного производства, медицины, строительной индустрии, транспорта и т.д.

ННМ для коммуникационных систем

Современные коммуникационные системы не могут существовать без ННМ. Волоконная оптика – это волоконно–оптическое кабельное телевидение, Интернет, медицинское приборостроение, скоростная фотография, дефектоскопия и многое другое. Все современные средства передачи, обработки и хранения информации не могут работать без деталей из ННМ – диэлектриков, полупроводников, проводников, сегнетоэлектриков, пьезоэлектриков, ферромагнетиков. Ученые работают над созданием компьютеров, в которых элементы будут работать не на электронах, как сегодня, а на фотонах.

ННМ для медицины

Из ННМ делают керамические скальпели, печи для изготовления зубных протезов, зубные цементы, имплантаты костных тканей, керамические суставы. Стекла используют для медицинской посуды, а также, наряду с керамикой, в медицинских приборах. На многих кафедрах факультета совместно с медиками проводятся работы по получению ННМ для медицины.

Имплантаты из фосфатов кальция применяют для лечения травм и дефектов костных тканей человека. Для этого в мире и на кафедрах нашего института разрабатывают биостекла, биоситаллы, биокерамику и биоцементы. После двух – трех месяцев пребывания в контакте с костной тканью имплантат трансформируется в живую кость. Созданы биоцементы для зубного протезирования и для залечивания трещин в костях путем введения биоцемента через иглу шприца. Очень перспективным направлением сегодня является применение стволовых клеток для ускорения превращения искусственных костных имплантатов в собственную костную ткань. Разработаны микросферы из стекла с большим содержанием оксида иттрия, который после облучения в ускорителе или ядерном реакторе образует короткоживущий изотоп иттрия. При введении таких микросфер в орган, пораженный раковой опухолью, происходит ее локальное облучение и уничтожение без поражения прилегающих органов и тканей. Материалы на основе ННМ открывают перед медиками широкие перспективы создания новых революционных методов лечения.

Наноразмерные структуры на основе ННМ

Коллоидные частицы, которые теперь называют наночастицами, всегда играли важнейшую роль в технологиях ННМ. Наноразмерными являются области ближнего порядка (с упорядоченным расположением ионов) в стеклах, границы между кристаллами в ННМ, ассоциаты дефектов, оказывающие большое влияние на явления массопереноса, сопровождающие как процессы спекания в керамике и стеклокристаллических материалах. Поэтому переход на наноуровень является естественным результатом дальнейшего развития технологий ННМ, который позволяет значительно расширить диапазон их областей применения и получать изделия с уникальными комплексом свойств.

Композиты на основе ННМ

Композиты на основе ННМ, когда ННМ является дисперсионной средой (матрицей) или дисперсной фазой (армирующей фазой). В качестве армирующей фазы часто применяют керамические порошки с частицами различной формы с размера, включая нанопорошки, фуллерены, керамические волокна, нитевидные кристаллы, нанотрубки из углерода и других материалов. Такие материалы сейчас начинают применять в авиакосмической технике и других отраслях промышленности для узлов с высокой термической и динамической нагрузкой – обтекатели ракет, детали самолетов, керамические двигатели для ракет, самолетов, наземного транспорта и др.

Сотрудники факультета ТНВиВМ, работающие в области создания технологий ННМ, ведут перспективные исследования в областях:

  • физической химии высокотемпературных процессов;
  • высокотемпературных материалов для металлургии, энергетики, химии, машиностроения, оборонной техники и др.;
  • наноматериалов и нанотехнологий ННМ;
  • материалов для реализации информационных технологий (электроника, оптическое волокно, лазерные материалы и т.д.);
  • материалов для медицины, в том числе имплантатов костных тканей;
  • новых видов строительных материалов на основе стекла, керамики и вяжущих;
  • материалов для транспортных средств (автомобили, корабли, самолеты, ракеты, космические корабли и т.д.);
  • художественных материалов из стекла, керамики, вяжущих материалов;
  • нового поколения композиционных материалов для различных применений;
  • реставрационных материалов;
  • адсорбентов и катализаторов на основе ННМ;
  • утилизации неорганических и органических отходов (промышленных и бытовых).

Сегодня ИВМТ с оптимизмом смотрит в будущее. Высокая квалификация сотрудников обеспечивают творческий потенциал института, которому по плечу решение сложнейших научно-инновационных задач!