Журнал № 1 - 2016(26), рубрика: "Наука молодая"

Материал не для неба, но для земли

Аспирант кафедры «Литейное производство и технология металлов», инженер Управления научно-исследовательских работ (УНИР) ТОГУ Михаил Ермаков за последние полгода успел защитить диссертацию, победить в конкурсе «У.М.Н.И.К. – 2015», стать лауреатом премии «Молодые ученые – 2015» на выставке «Металл-Экспо».

Оказалось, что это далеко не все достижения молодого ученого ТОГУ.

Материал не для неба

Научная деятельность Михаила Ермакова уже три года связана с хромистыми белыми чугунами. А именно, с исследованиями возможностей управления структурой и свойствами отливок из данного материала путем химического и физического воздействия на их расплавы. Помощь в выборе тематики данного исследования, а также руководство над работой осуществлял заведующий кафедрой «Литейное производство и технология металлов» доктор технических наук профессор Ри Хосен.

По словам М. Ермакова, его путь в аспирантуру был долгим и тернистым. В 2005 году он поступил на специалитет по направлению «Проектирование технических и технологических комплексов» (ПТК-51) кафедры «Компьютерное проектирование и сертификация машин». Затем в 2009-м ему предложили поступить на бакалавриат по направлению «Технологические машины и оборудование», а после его окончания он продолжил обучение в магистратуре по этому направлению. После окончания магистратуры, по словам Михаила, сам Бог велел идти дальше – поступать в аспирантуру. Так он и сделал и в 2012 году подал документы в аспирантуру.

Однако остаться на родной кафедре не получилось, и через год перед молодым ученым встал выбор: искать в вузе другое место или уходить из университета. После продолжительных поисков и бесед с сотрудниками кафедр «Вычислительная техника», «Сопротивление материалов», «Технологическая информатика и информационные системы», «Литейное производство и технология металлов» Михаил остановился на последнем варианте. На тот момент там формировался Центр коллективного пользования «Прикладное материаловедение»: закупалось новое оборудование, формировались новые тематики исследований, нужны были знающие люди. Это в дальнейшем и определило место будущей работы – инженер УНИР, оператор растрового электронного микроскопа.

– Так я начал работать с белыми чугунами, параллельно вспоминая материаловедение, курс по которому был у меня во время учебы на родной кафедре. В самом начале мой научный руководитель поставил условие: «Если будешь усердно работать, то защитишься». Этим я и занялся: изучал теорию, организовывал эксперименты, проводил обработку полученных результатов... Словом, писал диссертацию, которая в конечном счете получила название «Управление структурой и свойствами отливок из хромистого чугуна путем легирования, модифицирования и электроимпульсной обработки расплава».

Область исследования – литейное производство. Исследуемый мной материал – хромистый белый чугун. Многие меня спрашивают, почему именно белый чугун? Из чугуна не построишь машину, самолет или космический корабль. Да действительно так, в настоящее время создается множество новых материалов – легких, прочных и обладающих другими положительными качествами, но стоимость их получения слишком высока, и в массовое производство они попадут не скоро. Поэтому во многих отраслях на данный момент отдается предпочтения простым в производстве, дешевым, но обеспечивающим необходимые эксплуатационные характеристики материалам. Иными словами, чугун – это материал не для неба, но для земли. Белые чугуны используются в условиях высокого абразивного износа, сопровождаемого воздействием различных агрессивных сред: в горнодобывающем оборудовании, различных песководных системах, дробильном оборудовании, грунтовых и шламовых насосах. При этом данный материал обладает высокими характеристиками по соотношению цена-качество, в сравнении с другими материалами, используемыми в данных областях.

Материал не для неба1

За три года исследований мною было опубликовано около 30 научных статей и тезисов конференций.

В различных научных конкурсах я начал участвовать только к концу аспирантуры. До этого просто не было времени – был занят написанием диссертации. В 2014 – 2015 годах стал подавать свои работы на различные гранты и конкурсы, такие как «У.М.Н.И.К.», «Молодые ученые» и многие другие. Где-то побеждал, где-то нет.

Победитель конкурса «У.М.Н.И.К. – 2015»

– Моя работа была посвящена все тем же хромистым белым чугунам, а именно экономии легирующих элементов при сохранении эксплуатационных свойств данного материала. Самым сложным было провести анализ рынка, так как предприятий, изготавливающих продукцию из подобных материалов, очень мало, и информация по их финансовым делам во многом обрывочна. Также определенную проблему составляло перевести сложные научные термины на простой и понятный обывателю язык. Как только был составлен первый вариант презентации, я попросил моих коллег оценить его. Так что первую апробацию прошел у нас на кафедре. Большинство замечаний и предложений были учтены в конечном варианте.

Я отправил заявку на конкурс «У.М.Н.И.К.», успешно прошел отборочный тур, который проходил в Бизнес-инкубаторе ТОГУ. Финал проходил в гостиничном комплексе «Ривьера», куда съехались участники со всего Дальнего Востока. Там я повстречал знакомых коллег из других вузов. Участников разбили по секциям, мы представили на суд жюри наши работы, и после небольшого фуршета было награждение.

Лауреат конкурса «Молодые ученые – 2015»

Конкурс «Молодые ученые – 2015» проходил в рамках 21-й Международной промышленной выставки «Металл-Экспо – 2015» (Москва). Данный конкурс был учрежден оргкомитетом выставки в целях выявления и поддержки талантливой молодежи среди профильных образовательных учреждений высшего профессионального образования, научно-исследовательских институтов, производственных предприятий; поощрения их творческой активности, продвижения результатов научных работ на рынок наукоемкой продукции. На соискание премии «Молодые ученые» представлялись работы студентов 4-го, 5-го и 6-го курсов, аспирантов профильных металлургических кафедр образовательных учреждений высшего профессионального образования, сотрудников и аспирантов научно-исследовательских металлургических институтов, молодых сотрудников производственных предприятий в возрасте до 35 лет.

– На «Металл-Экспо» мои коллеги подавали заявки уже два года. В первый год я не подал заявку, так как находился в командировке. На второй год, несмотря на дефицит времени (близилась защита диссертации), я сумел собрать все необходимые сопроводительные документы и отравил их вовремя. Правда, и в этот раз я тоже был в командировке, но с собой у меня был планшет, что позволило работать с документами в свободное время. Тема представленной научной работы: «Влияние графитизирующего модифицирования на структуру и свойства хромистого белого чугуна».

Материал не для неба2

...И участник многих конференций

– В первый раз я принял участие в 51-й Студенческой научно-практической конференции ТОГУ, когда обучался в магистратуре. Тогда я получил диплом за второе место.

Были и командировки, связанные с иногородними конференциями, форумами, конкурсами и стажировками. Например, в 2013 году я принимал участие в конференции «Технологии наукоемкого бизнеса», которая проходила во Владивостоке, в ДВФУ. В конце 2014 года ездил в двухмесячную командировку в Казань. Мои коллеги из КФТИ имени Е.К. Завойского и Междисциплинарного центра «Аналитическая микроскопия» Казанского федерального университета выиграли грант, и им был нужен человек, имеющий опыт работы в растровой электронной микроскопии. Я был на примете, и они решили пригласить меня. Также были командировки в Комсомольск-на-Амуре и Черноголовку.

Михаил Ермаков – инженер УНИР

Сейчас Михаил Ермаков работает в Управлении научно-исследовательских работ ТОГУ. В его обязанности входит работа на растровом электронном микроскопе с приставками элементного анализа и его обслуживание.

– Примерно через год после того, как я пришел на кафедру «Литейное производство и технология металлов», стал работать на данном приборе. Я по своей натуре с раннего детства интересуюсь техникой, так что мне было очень интересно, но при этом достаточно сложно. Литературы по данному оборудованию очень мало, принцип работы очень сильно отличается от других микроскопов, известных мне на тот момент. Оборудование высокотехнологичное, позволяющее иначе посмотреть на обычные для нас вещи. Это сильно расширяет кругозор, по-другому начинаешь смотреть на мир.

Обычно для работы на таком оборудовании люди предварительно обучаются в специальных центрах или проходят стажировку по работе на подобных приборах. Мне пришлось многое познавать самостоятельно. Пусконаладчик, производивший установку, передал мне самые базовые знания: как включать, как выключать и как случайно не сломать. При цене прибора в 53 млн рублей, согласитесь, очень полезные сведения. Все остальное узнавал через книги и методом проб и ошибок. Позднее, к концу аспирантуры, во время командировок я начал беседовать с другими операторами, происходил обмен опытом. Собственно, люди учатся работать на нем десятки лет, так что я только в начале пути. Базовыми принципами уже владею, неплохо освоил исследования объектов из металлов и сплавов, различных покрытий. Но понимаю, что мне еще учиться и учиться, так как тонкостей работы с различными видами образцов для данного прибора множество.

Иногда меня просят провести экскурсии по лабораториям нашего ЦКП. В числе посетителей бывают как гости из других городов, так и просто люди, которым необходимо произвести какое-либо исследование. Иногда устраивают экскурсии и для школьников. Так как я знаю принципы работы всех установок, имеющихся в распоряжении нашего ЦКП, для меня не составляет особого труда рассказать об их возможностях. Более тонкие и деликатные вопросы, конечно, лучше задавать непосредственно операторам данных установок, которые на них специализируются.

Тьютор для школьников

Тихоокеанский государственный университет сотрудничает со школами в рамках краевого инновационного образовательного проекта «Изучение наномира – шаг в будущее». Он предусматривает оснащение школ портативными атомно-силовыми микроскопами, а сотрудники университета выполняют для школьников роль научных руководителей – тьюторов.

– Несмотря на сложное устройство, принцип работы подобных приборов достаточно прост – остро заточенная иголочка построчно перемещается по образцу, и так формируется рельеф поверхности образца. При идеальных условиях и на некоторых образцах есть возможность получить даже атомарное разрешение. Если сравнивать данный прибор с обычными световыми оптическими микроскопами, которые есть сейчас в школах, то это, конечно, небо и земля. Разработчикам компании «НТ-МДТ», которая и поставляет данный прибор в школы, удалось решить сложную задачу – создать простой, портативный, «вандалоустойчивый» атомно-силовой микроскоп, работающий по тем же принципам, которые применяются и у его профессиональных высокотехнологичных собратьев.

Одна из задач данной программы – обучение школьников методологии ведения научного исследования на самом начальном этапе образования. Для этого и привлекаются сотрудники, занятые в научной деятельности вуза.

На данный момент наш вуз сотрудничает с двумя учреждениями начального образования – лицеем «Ступени» и школой № 12. Я являюсь тьютором лицея «Ступени». Несколько раз в неделю езжу в школу и занимаюсь со школьниками: осваиваем прибор «Наноэдьюкатор», планируем эксперименты, обсуждаем результаты. Разумеется, научные работы у них простые: кто-то исследует влияние шампуня на чешуйки волос, кто-то влияние моющих средств на состояние ногтей. Одна школьница согласилась провести исследование моих объектов – белых чугунов.

Материал не для неба3

О планах, преподавании и мечтах

– Последние несколько лет у меня была одна цель – написать и защитить кандидатскую диссертацию, все остальное было вторично. Теперь я решил в первую очередь заняться делами, которые откладывал по принципу «вот защищусь и сделаю». Таких дел скопилось очень много. Науку забрасывать не собираюсь, разве что, может быть, несколько сбавлю обороты. Никаких глобальных целей пока себе не ставлю.

Пока не преподаю и, если честно, не горю особым желанием. В моей жизни уже был педагогический опыт на кафедре «Компьютерное проектирование и сертификация машин». Преподавание отнимает много сил и времени, даже если занятия проведены, существует много другой, связанной с этим работы, плюс вездесущие студенты, желающие что-нибудь пересдать или приходящие «клянчить» зачеты вне занятий. От них спрятаться невозможно, они найдут тебя везде. Совмещать науку и преподавание еще сложнее. Но преподавать необходимо, старое поколение уходит, а давать знания будущим специалистам нужно. Также не стоит забывать, что для получения звания доцента требуется провести определенное количество учебных часов.

Один советский физик, Лев Андреевич Арцимович, как-то сказал: «Ученые – это люди, которые удовлетворяют свое любопытство за счет государства». Так что, если ваша искра интереса к познанию окружающего мира еще не погасла, смело идите в науку!

Александра Порываева.

Фото из личного архива Михаила Ермакова.

Фотографии