Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Наталья Евгеньевна Щеголева - кандидат технических наук, автор 22 публикаций, имеет два патента на изобретения. Исполнитель приоритетных тематических работ, а также договорных и контрактных проектов, направленных на создание керамических композиционных материалов и защитных антиокислительных покрытий для авиационной и космической техники, перспективных изделий энергетики, нефтяной и газовой промышленности.
Вот ее рассказ о себе и своей работе.
В педагоги? Нет, в химики!
В заголовке этого текста есть название оды великого российского ученого и выдающегося литератора Михаила Васильевича Ломоносова. Помните:
Неправо о вещах те думают, Шувалов,
Которые Стекло чтут ниже Минералов,
Приманчивым лучом блистающих в глаза:
Не меньше польза в нем, не меньше в нем краса...
И дальше:
Пою перед тобой в восторге похвалу
Не камням дорогим, ни злату, но Стеклу!
Этим строкам больше 250 лет, и сейчас приходится удивляться, насколько точен был Ломоносов в своих прогнозах. Широта использования в науке и технике стеклоподобных веществ, их удивительные свойства, в частности, потрясающая жаропрочность (о том, что стекло и сильный огонь не может разрушить, опять-таки писал Михаил Васильевич), а главное - перспективы, которые можно не то чтобы предугадать, но точно предвидеть.
Как я вижу теперь, мой путь в ВИАМ начался еще со школьной скамьи, когда после 9 класса поступила в гимназию в класс с химическим уклоном. Узнала, что такое лекции и семинары, когда 4 раза в неделю к нам приезжали преподаватели из института читать курсы химии и математики.
Однако вскоре встал вопрос: а куда, собственно, поступать? Химия меня сильно привлекала, это семейное, мама уже 30 лет в химической промышленности работает. Но вузов-то, где этой специальности учат, много! Кроме того, после нашей гимназии была возможность идти прямой дорогой в педагогический университет, у нас тогда выпускные экзамены приравнивались к вступительным.
Но я хотела в Менделеевку! Классная руководительница предостерегала: «Не надо дергаться! Туда не поступить». Но, как говорится попытка - не пытка! Вот и поступила в химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева на факультет химической технологии силикатов, кафедру химической технологии стекла и ситаллов.
Вот оно - стекло...
Некоторые говорили: «Да зачем тебе это стекло? Окна делать будешь?»
А многие ли знают - что это такое? Стекло - это не только окна, посуда, оптика... Это незаменимый материал строительного и конструкционного назначения, оно применяется в атомной и энергетической промышленности, авиационной, ракетной, космической и других важных областях.
Стекло известно людям много тысяч лет, это, пожалуй, первый искусственный материал, целенаправленно созданный людьми. Само слово «химия» (по-английски chemistry) происходит от слова «кем» или «хем» - а это древнее название Египта, где впервые научились делать стекло, то есть первые химики были стекловарами! Варили стекло из песка, то есть из той же кремниевой массы, силициума. Отсюда и «силикаты». Современный ситалл - закристаллизованное стекло, но со многими необычными свойствами, к тому же очень жаропрочное (снова вспомним Ломоносова - «огонь его родитель»). Где требуются отличные прочностные характеристики и способность выдерживать большие температуры - там таким материалам и место. Вообще, из ситаллов, керамических и керамоподобных материалов так много можно делать, что я иногда думаю - настоящий каменный век еще впереди...
В институте училась с увлечением и поэтому достаточно хорошо. После третьего курса началась специализация, а на пятом каждый студент имел возможность провести собственную научно-исследовательскую работу в области материаловедения и технологий. Именно тогда я познакомилась с известной в настоящее время «золь-гель» технологией - низкотемпературным методом получения высокотемпературных материалов. Мы свои работы даже защищали перед комиссией, это считалось подготовкой к диплому. На кафедре проводили целые дни, все было настолько интересно, что и домой не торопились. Это же так здорово - лепи своими руками то, что хочешь!
«В ВИАМе расслабиться не давали...»
Во время учебы в РХТУ имени Менделеева я принимала участие в совместных научно-исследовательских проектах ГНЦ ВИАМ и РХТУ по федеральным целевым программам «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года», «Национальная технологическая база» на 2007-2011 годы» и другим. Тогда узнала ВИАМ близко.
В феврале 2006 года с отличием защитила диплом, а в мае поступила на работу в ВИАМ. Здесь расслабиться не давали. Сразу большой объем работы: и эксперименты, и техдокументация, и заявки. Одновременно вступительные экзамены в аспирантуру - это уже моя инициатива была. В аспирантуру поступала в родной университет на родную кафедру. Руководителем был академик РАН, профессор Павел Джибраелович Саркисов, сейчас президент РХТУ. Непосредственно со мной занималась моя самая любимая преподавательница Людмила Алексеевна Орлова. Никогда не перестану говорить ей: «Спасибо!». Она подталкивала, наставляла, подсказывала. Не знаю, была бы я сейчас кандидатом наук, если бы не ее труд и любовь к студентам и аспирантам.
В ВИАМ я пришла на должность инженера в лабораторию «Керамические и керамоподобные материалы». Здесь разрабатываются технологии получения материалов авиационного и гражданского назначения: высокотемпературных керамических и стеклокерамических композиционных материалов, защитных антиокислительных покрытий, стеклоэмалевых покрытий для авиационной и космической техники, перспективных изделий энергетики, нефтяной и газовой промышленности.
Уже тогда в лаборатории был создан опытно-производственный участок по разработке технологии изготовления шликеров, стеклоуглеродкерамических материалов и антиокислительных покрытий. И уже тогда ВИАМ оснащался самым современным отечественным и зарубежным технологическим оборудованием с автоматизированной многоуровневой системой аппаратного управления, контрольно-испытательными, исследовательскими и специальными приборами. Я много слышала от старших товарищей, как было тяжело в институте в 90-е годы с оборудованием и финансами. Поэтому могу себе представить, какие трудности преодолели виамовцы своей работой и благодаря государственной поддержке. Но когда я пришла в институт, первое впечатление было самое положительное. А это в жизни важно, потому что дает настрой на работу.
Т ут надо сказать, что ВИАМ уже десятилетия знаменит научными школами и техническими достижениями в области металлов, композитов, теплозоляционных и многих других материалов. Но со стеклоуглеродкерамическими материалами и ситаллами стали плотно работать только с 80-90-х годов. А это опять-таки приятно - знать, что делаешь новое дело.
В лаборатории участвую в выполнении тематических и договорных проектов, которые, можно сказать, определяют возможность прогрессивного развития отечественной науки в области создания нового поколения высокотемпературных конструкционных композиционных материалов. Они перспективны как для создания экономически эффективной продукции гражданских отраслей промышленности, в первую очередь теплонагруженных конструкций наземных энергетических и нефте-, газоперекачивающих газотурбинных установок, работающих в агрессивных средах, так и для специальных изделий.
В 2008-м меня перевели на должность инженера первой категории, тогда же была награждена дипломом лауреата, сертификатом и медалью профессионального инженера России по результатам Всероссийского конкурса «Инженер года» по версии «Инженерное искусство молодых» в номинации «Керамическое производство».
«О месте женщин в науке говорить не буду...»
В 2010-м защитила диссертацию на тему: «Радиопрозрачные стеклокристаллические материалы стронцийалюмосиликатного состава». Удалось получить стеклокристаллический материал с комплексом высоких теплофизических свойств, достаточно высокими механическими характеристиками, стабильной в широком температурном интервале диэлектрической проницаемостью. Этот материал превосходит выпускаемую в России радиопрозрачную стеклокерамику ОТМ 357.
В мае того же года меня перевели на должность начальника сектора «Стеклокерамические материалы».
Плодом наших трудов стала работа, за которую в 2011 году ВИАМ получил премию Президента Российской Федерации в области науки и инноваций для молодых ученых. Авторский коллектив: Денис Вячеславович Гращенков, Елизавета Петровна Симоненко и я, фамилию тогда носила еще Уварова.
Кто-то может удивиться: в группе из трех человек две женщины! Место ли им в науке? О месте женщин в науке говорить не буду: факты, и не только наш пример, говорят сами за себя. На фактах, кстати, и любая наука строится... Не говоря уже о том, что женщины нередко обладают такими полезными в науке качествами, как кропотливость, способность к длительной тщательной работе в заданном направлении. Конечно, рутина надоедает, но как бывает приятно, когда получаешь хороший результат!
Наша работа называлась: «Создание высокотемпературных гетерогенных систем технологии золь-гель синтеза конструкционных керамических композиционных материалов, устойчивых при длительной эксплуатации до 2000°С с многоуровневой комплексной системой защиты для перспективных двигательных установок и гиперзвуковых летательных аппаратов». Такое и выговорить трудно, а сколько пришлось поработать и головой, и руками! Этот проект выполнялся в рамках федеральных целевых программам «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года», «Национальная технологическая база», «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России» и других.
В результате удалось разработать безволоконный керамический композиционный материал на рабочие температуры до 1500?С и технологии получения элементов конструкций из него. Какова практическая польза? Это повышение характеристик газотурбинных установок, авиационных двигателей, гиперзвуковых воздушно-реактивных двигателей, повышение работоспособности элементов теплонагруженных конструкций, в частности, гиперзвуковых летательных аппаратов при температурах эксплуатации на 300-400?С выше существующих. При этом достигается снижение массы деталей в 2-3 раза, уровня вредных выбросов в 5-10 раз. Возрастает экономическая эффективность технологических операций по сравнению с зарубежными технологиями, а уровень рабочих температур, опять-таки по сравнению с известными зарубежными аналогами, превышается на 15-20%.
В нашей лаборатории разработаны многоуровневые системы защиты от окисления высокотемпературных углеродсодержащих композитов. Новизна этих материалов состоит в том, что они способны за счет управляемых структурно-фазовых превращений адаптироваться к условиям эксплуатации. Это своего рода «интеллектуальные» материалы, они работоспособны при температурах вплоть до 2000 градусов, да еще и в окислительной среде.
Непосредственно мой вклад в эту работу заключался в исследовании механизмов «золь-гель» технологии применительно к структурообразованию тугоплавкой керамики. В этих технологиях используются особые коллоидные растворы. А процессы происходят на уровне уже не кристаллов, но молекул, так что можно говорить о переходе к нанотехнологиям. Такой подход позволяет существенно снизить температуры получения керамического композиционного материала и, соответственно, энергозатраты.
Наша работа не только открыла новые научно-технические перспективы, но и показала, каким полезным может быть взаимодействие РАН, государственных научных центров и вузов. Мы действовали на основе трехстороннего соглашения о научно-техническом сотрудничестве по приоритетному направлению «Керамические композиционные материалы» между ВИАМом, Институтом общей и неорганической химии имени Курнакова Российской Академии наук и Химико-технологическим университетом имени Д.И. Менделеева. Такое сотрудничество, научную кооперацию в проведении масштабных работ нужно развивать.
А что касается конкретно ВИАМа, то скажу: хорошие результаты были бы невозможны без эффективного управления и большой поддержки молодых специалистов и ученых со стороны руководства. Да, у нас, что называется, высокая производственная занятость. Но молодые ученые имеют возможность заниматься творческим научным поиском, организовывать исследовательские работы, мы используем самое современное оборудование, участвуем в научно-практических семинарах и конференциях. А где есть забота - там и успехи будут.
Основные публикации и проекты Н.Е. Щегловой (Уваровой) за последние годы:
1. Саркисов П.Д., Гращенков Д.В., Орлова Л.А., Уварова Н.Е., Попович Н.В. Современные достижения в области создания высокотемпературных радиопрозрачных материалов // Техника и технология силикатов. - 2009. - Т. 16, № 1. - С. 2-10.
2. Саркисов П.Д., Орлова Л.А., Уварова Н.Е. К вопросу об индивидуальных особенностях получения высокотемпературных материалов с использованием золь-гель метода // научно-технический сборник «Вопросы оборонной техники. Композиционные неметаллические материалы в машиностроении». - 2009.- Вып. 2-153. - С. 17-22.
3. Гращенков Д.В., Солнцев С.С., Уварова Н.Е., Наумова А.С. Синтез высокотемпературных стеклокристаллических матриц композиционных материалов // Научно-технический сборник «Авиационные материалы и технологии». - 2008. - № 4. - С. 3-6.
4. Саркисов П.Д., Орлова Л.А., Уварова Н.Е., Гращенков Д.В., Исаева Н.В. Высокотемпературные радиопрозрачные материалы: сегодня и завтра // Научно-технический сборник «Авиационные материалы и технологии». - 2010. - № 1. - С. 16-21.
5. Гращенков Д.В., Солнцев С.С., Исаева Н.В., Наумова А.С., Уварова Н.Е. Керамический композиционный материал. Патент RU 2359927, 2009 г.
6. Каблов Е.Н., Солнцев С.С., Гращенков Д.В., Солнцев С.С., Уварова Н.Е. Керамический композиционный материал. Патент RU 2347771, 2009 г.
7. Д.В. Гращенков, Н.Е. Щеголева, Ю.Е. Лебедева, Л.А. Орлова Применение метода электронного парамагнитного резонанса для изучения структурных изменений в процессе гелеобразования при получении керамики и стеклокерамики золь-гель методом / Научно-технический сборник «Авиационные материалы и технологии», 2011 г.
8.Е.Н. Каблов, Д.В. Гращенков, Н.Е. Уварова Исследование методом инфракрасной спектроскопии структурных изменений гелей в процессе термической обработки при получении высокотемпературных стеклокерамических материалов по золь-гель технологии / Научно-технический сборник «Авиационные материалы и технологии», 2011 г.
9. Д.В. Гращенков, Н.Е. Щеголева, Г.В. Ермакова, Е.П. Симоненко Высокотемпературный керамический композиционный материал, устойчивый при длительной эксплуатации до 2000 °С, с многоуровневой комплексной системой защиты / / научно-технический и производственный ж-л «Все материалы. Энциклопедический справочник», 2011 г.
10. Д.В. Гращенков, Н.Е. Щеголева, Ю.Е. Лебедева, Л.А. Орлова, Н.В. Попович Современное состояние вопроса в области технологии и производства ситаллов на основе алюмосиликатных систем. Стеклообразование, кристаллизация и фазообразование при получении стронцийанортитовых и цельзиановых ситаллов / научно-технический и производственный ж-л «Все материалы. Энциклопедический справочник», 2011 г.
11. Лебедева Ю.Е., Уварова, Н.Е., Саркисов П.Д., Попович Н.В., Орлова Л.А. Фазообразование в системе Y2O3-Al2O3-SiO2 и высокотемпературное применение силикатов иттрия // научно-практический и справочно-информационный ж-л «Энциклопедия инженера-химика», 2011 г.
Интервью провел и подготовил для публикации кандидат филологических наук, доцент М.И. Никитин