Первый конкурс инновационных программ, проведенный Государственным комитетом по науке РА, предоставил реальные возможности доведения перспективных проектов до стадии готовности к реализации. Одна из выигравших конкурс программ связана с усовершенствованием технологии производства искусственных сапфиров, востребованных в различных областях науки и производства.
Создание производства крупных искусственных сапфиров в Армении представляется чрезвычайно перспективным. Политические и экономические условия нашей страны диктуют особые требования к производству экспортной продукции. Если стоимость одного килограмма экспортируемого товара ниже 10 долларов, его производство невыгодно. Стоимость сапфира на мировом рынке колеблется в пределах 600 – 1000 долларов за килограмм.
ВЫСОКИЙ СПРОС НА САПФИР ОБЪЯСНЯЕТСЯ ЕГО УНИКАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ. Это химически нейтральный и оптически прозрачный монокристалл, уступающий по твердости только алмазу. Сапфиры широко применяются в лазерной оптике, современном машиностроении, ракетостроении, из него производят иллюминаторы для военных самолетов и кораблей, батискафов... Сегодня в странах Европы уже запрещено использование ламп накаливания мощностью более 100 Вт. Им на смену приходят более экономичные лампы на сапфирных подложках.
Сфера применения искусственных сапфиров огромна. Их производство связано с колоссальными прибылями, многократно превышающими транспортные расходы при экспорте этой продукции. Не случайно, что до 2015 года в России планируется создать 5 заводов по производству искусственных сапфиров, каждый стоимостью порядка 35 млрд рублей. Мир переживает сапфирный бум. Годовая потребность в сапфирах на мировом рынке составляет 100000 тонн, но спрос удовлетворен всего на 40% . Армения, имеющая все возможности для развития перспективного направления, должна использовать этот шанс.
Получение искусственных сапфиров больших размеров – область высоких технологий, развивающаяся на стыке разных наук – физики, химии, электроники, машиностроения и др. Сегодня в мире используется несколько методов получения искусственных сапфиров.
По мнению армянских специалистов, для получения монокристаллов больших размеров наиболее перспективной является технология, разработанная членом-корреспондентом Российской Академии наук и иностранным членом Национальной Академии наук Армении Хачиком БАГДАСАРОВЫМ. Но применять эту технологию в условиях крупного производства достаточно сложно, что обусловлено самими свойствами этого монокристалла.
Дело в том, что сапфир кристаллизуется из расплава, а температура плавления сапфира 2100 градусов, что значительно превышает температуры плавления практически всех металлов, включая легированную сталь. По технологии Багдасарова, процесс кристаллизации должен проходить в специальной металлической форме, которая медленно перемещается в вакуумной печи. При этом в форму для расплава помещают затравочный кристалл, который в процессе кристаллизации должен передать свои свойства и структуру будущему сапфиру. Для изготовления формы, в которой происходит этот процесс, необходимо было найти материал, который не вступает с расплавом в химическую реакцию, а изготовленная из него форма не теряет своих геометрических характеристик при очень высокой температуре.
ЕДИНСТВЕННЫМ ОТВЕЧАЮЩИМ ЭТИМ ТРЕБОВАНИЯМ МЕТАЛЛОМ ЯВЛЯЕТСЯ молибден. По технологии Багдасарова контейнер, в котором происходит кристаллизация, изготавливается вручную из листового молибдена. Дело в том, что, согласно принятой точке зрения, другой возможности нет, потому что штамповать молибден невозможно, так как этот металл лишен свойства деформироваться, он хрупкий, быстро трескается и разрушается. А если в форме появляется трещина, расплав выливается в печь и, чтобы ее очистить, требуется не меньше недели. Каждый раз изготовлять форму вручную тоже неприемлемо в условиях производства. Именно в силу этих причин технология Багдасарова, разработанная в 70-х гг., при всех своих преимуществах до сих пор не находит широкого применения в промышленном производстве.
Ситуация напоминает замкнутый круг - заменить молибден на другой металл невозможно, а использовать формы из него в промышленном масштабе тоже нельзя.
Высокие технологии резко повышают требования к используемым материалам. Сотрудник физического факультета ЕГУ, доктор технических наук Эрнест НАЗАРЯН задался целью оптимизировать конструкцию и разработать новую технологию изготовления контейнера, лишенного недостатков, свойственных молибдену. Это позволит штамповать формы для кристаллизации сапфира, а значит применять технологию Багдасарова в промышленном производстве. Но насколько выполнима эта задача, если, согласно исходным механическим свойствам, материал очень хрупкий и при деформации сразу же разрушается? Такого рода предубеждения исключали даже попытки придать молибдену новые свойства.
Однако распространенная точка зрения в корне отличается от научной, согласно которой те или иные свойства любого материала, в частности пластичность и хрупкость не являются фундаментальными, а обусловлены его состоянием. Э.Назарян изменил состояние материала и получил необходимый уровень деформации молибдена. Многочисленные эксперименты подтвердили правильность технологического решения. По полученным результатам было опубликовано более 20 научных статей, сделаны доклады на международных конференциях. В течение года новая технология будет полностью доработана и готова к промышленному применению.
Вопрос, где организовать новое перспективное производство, тоже решен. Оно будет создано на базе ереванского завода "Алмаз", где при дополнительном оснащении несложно организовать серийное производство сапфиров. Уже ведутся переговоры с потенциальными потребителями. Есть все основания полагать, что в скором будущем Армения выйдет на мировой рынок с дорогостоящей и востребованной продукцией.
Гаянэ САРМАКЕШЯН, "Голос Армении"