Jauns profesors RUB: materiālzinātne aviācijai!

Jauns profesors RUB: materiālzinātne aviācijai!

Prof. Dr. Aleksandrs Kaufmans kopš 2025. gada 1. maija strādā Bohumas Rūras Universitātes Mašīnzinību fakultātes Materiālzinātņu katedrā. Viņa pētījumi ir vērsti uz tādu materiālu uzlabošanu, kuriem ir jāiztur ekstremāli apstākļi, jo īpaši aviācijas nozarē.

Kauffmann iepriekš strādāja Karlsrūes Tehnoloģiju institūtā (KIT), kur viņš pētīja metāliskus un intermetāliskus materiālus ar uzlabotu izturību augstā temperatūrā un paaugstinātu šļūdes pretestību. Viņa darbs ietvēra arī materiālu uzvedību temperatūrā, kas ir tuvu absolūtai nullei. Viņš izmantoja krusteniskā raksturojuma un simulācijas metodes, lai optimizētu materiāla īpašības.

Augstas veiktspējas materiālu izpēte

Rūras Universitātē Bohumā Kaufmans nemanāmi turpinās savu iepriekšējo pētījumu. Īpaša uzmanība tiek pievērsta supersakausējumiem augstām darba temperatūrām, kas ir nepieciešami mūsdienu gaisa kuģu dzinējos, piemēram, F119 dzinējā no Hewlett-Packard vai M88-2 no SNECMA. Šajos dzinējos ir izmantoti vismodernākie materiāli un tehnoloģijas, kas nodrošina efektīvu darbību ekstremālās temperatūrās.

Vairāk nekā 50% mūsdienu dzinēju materiāla veido augstas temperatūras sakausējumi, piemēram, Nimonic80 vai Inconel, kas tiek uzlaboti, izmantojot ražošanas procesus, piemēram, vakuumkausēšanas tehnoloģiju. Kauffmann mērķis ir palielināt enerģijas pārveidošanas sistēmu efektivitāti, jo īpaši attiecībā uz lidmašīnu turbīnām. Šeit uzmanība tiek pievērsta arī materiālu piemērotībai ūdeņradi un ūdeni saturošām atmosfērām, kā arī to otrreizējai pārstrādei.

Tehnoloģiskie izaicinājumi un attīstība

Vēl viens svarīgs Kaufmaņa pētījumu aspekts ir materiālu izturība pret termomehānisko sprieguma cikliem, piemēram, tiem, kas notiek rezerves spēkstacijās. Viņš joprojām plāno izstrādāt formas atmiņas materiālus un materiālus medicīnas tehnoloģijām. Šīs tehnoloģijas varētu arī veicināt novatorisku materiālu izmantošanu citās jomās.

Kaufmans uzsver, ka Rūras universitātē Bohumā ir svarīga pētniecības vide materiālu zinātnē. Ciešā saikne starp materiālu sintēzi, apstrādi un raksturošanu šajā iestādē ļaus viņam sasniegt ambiciozos mērķus.

Inovatīviem materiāliem ir izšķiroša nozīme aviācijas un kosmosa nozarē. Jaunu intermetālisku savienojumu izstrādei vajadzētu, piemēram, palielināt īpatnējo izturību un siltumvadītspēju, vienlaikus uzlabojot izturību pret oksidēšanu un koroziju. Titāna-alumīnija savienojumi, kas tiek izmantoti temperatūrā līdz 982 °C, uzrāda daudzsološus rezultātus.

Ekstrēmu prasību un svara taupīšanas nepieciešamības kombinācija arī noved pie kompozītmateriālu izmantošanas ar keramikas un oglekļa bāzes matricām. Šie materiāli piedāvā ne tikai augstas temperatūras izturību, bet arī vieglumu, kas ir būtiski mūsdienu dzinējiem.

Kaufmaņa akadēmiskā karjera ir tikpat iespaidīga kā viņa pētījumi. Viņš studēja materiālu zinātni Drēzdenes Tehniskajā universitātē un strādāja par zinātnisko asistentu vairākās prestižās iestādēs, pirms sāka strādāt Rūras universitātē. Aviācijas un kosmosa nozare ne tikai izvirza augstas prasības materiāliem, bet ir arī tehnoloģisko inovāciju virzītājspēks, ko Kaufmans un viņa kolēģi turpinās pētīt.

Rūras universitāte Bohumā un Mašīna MFG izcelt kritisko lomu, ko materiālu pētniecība spēlē aviācijā, un uzsvērt, kā Kaufmaņa darbs var palīdzēt apmierināt nozares gaidāmās vajadzības.