Лаборатория жизни
Каждая история нашей рубрики «Секреты величия» – это целая эпоха, целая жизнь одного из наших героев. Благодаря их рассказам мы как будто имеем возможность увидеть их глазами те годы и ощутить огромное стремление к открытиям, стремление быть чрезвычайно полезным своей стране. Наталья Евгеньевна Хлебова, ветеран АО «ВНИИНМ», проработала в институте более 49 лет. И всю свою трудовую деятельность посвятила разработке сверхпроводящих материалов и нанокомпозитов.
Родилась я в 1946 году в Томске. Моя мама в 1942 году с отличием окончила химический факультет Томского госуниверситета. В тот тяжёлый для страны год, её и ещё одного человека оставляли в аспирантуре. Но она отказалась, боясь не прокормить родителей (аспирантская хлебная карточка была 400 граммов в день, а рабочая – 800), и ушла работать на завод, выпускавший боеприпасы для авиации, где уже через два месяца стала начальником гальванического цеха. На этом заводе она проработала до 1948 года, когда завербовалась на работу в Дальстрой и уехала со мной на Север, в Магадан. А мой отчим, артиллерист, подполковник, до 1937 года работал в наркомате обороны. В сентябре 1937 года по лживому доносу был репрессирован и осуждён на 10 лет без права переписки. В лагерях Колымы чудом остался жив, а в августе 1956 года полностью реабилитирован. Тогда его из Магадана вызвали в Москву, в Кремль, где извинились, выплатили денежную компенсацию за те 10 лет и вернули прописку в Москве. В 1964 году, по окончании мною школы в Магадане, мы переехали в столицу.
С десяти лет я увлекалась астрономией, поэтому решила поступать на физический факультет МГУ,чтобы стать астрономом, но не прошла по баллам. В тот год конкурс в группу астрономов физфака МГУ был 20 человек на место. По совету знакомых подала документы в МИСиС на кафедру «Металловедения и термической обработки металлов», именно потому, что в приёмной комиссии мне сказали, что выпускники этой кафедры разрабатывают материалы для космоса. Там тоже был большой конкурс – проходной балл 19 из 20, но я успешно сдала все экзамены и стала учиться в группе МТР-64.
Кафедру «Металловедения и термической обработки металлов» основал отец Андрея Анатольевича Бочвара – Анатолий Михайлович, советский металловед, основатель московской школы металловедения, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР. Лучшими материаловедческими школами в СССР в то время были московская (МИСиС, кафедра А.М. Бочвара) и уральская (Свердловск, кафедра О. Штейнберга). В годы моей учёбы завкафедрой был профессор Новиков. Лучших лекторов, чем Илья Израилевич, я в жизни своей не слышала. Он запрещал нам что-либо записывать на своих лекциях и говорил так: «Слушайте и думайте, а учебники читать будете дома». Во время лекции он обязательно задавал вопросы, чтобы проконтролировать, насколько его внимательно слушают и насколько понимают то, о чём он говорит. Может быть, поэтому именно с нашего года поступления в курс обучения были введены новые либо расширены старые дисциплины. Например, начиная с нас, стали читать курсы «Дефекты кристаллической решётки», «Металловедение тугоплавких металлов и сплавов», были увеличены до двух семестров курсы кристаллографии, рентгенографии, физики металлов. Вообще, начиная с первого курса и до последнего нам обязательно преподавали какое-либо металловедение.
Ещё учась в институте, я слышала, что попасть на работу в «девятку» (так в то время неофициально называли ВНИИНМ) – это большая удача. Тогда существовала практика – когда на производство или в науку требовались металловеды, сотрудники отдела кадров приходили в учебные институты заранее, отбирали лучших на 4-м курсе по личным делам, а затем вызывали на личное собеседование. Так произошло и со мной. Я согласилась на предложение, но при условии работы в лаборатории, поскольку хотела заниматься исследованиями.
В эпоху СССР подход к подбору кадров во ВНИИНМ был очень тщательный. В институт вообще попасть можно было только после окончания четырёх институтов: МФТИ, МГТУ, МИФИ и МИСиС, поскольку там давались качественные знания в области физики металлов и металловедения. Когда я попала по распределению в августе 1969 года во ВНИИНМ, здесь работала целая плеяда выдающихся учёных: кроме А.А. Бочвара отдельные лаборатории возглавляли А.Н. Вольский, С.Т. Конобеевский, А.С. Займовский, Я.Д. Пахомов, академики и члены-корреспонденты АН СССР. Под руководством академика Бочвара собралась мощная научная школа советских материаловедов.
Как оказалось, во ВНИИНМ до 1969 года новых сотрудников не набирали уже семь лет. Когда 1 августа я пришла оформляться на работу, мне сказали, что есть вакансия инженера только в отделе научно-технической информации. Я ужасно расстроилась, позвонила маме, которая работала в то время в ЦНИИчермет. Она мне сказала, что в данном случае нарушается закон СССР, поскольку после получения образования специалист должен был три года отработать по специальности. В тот же день было оформлено письмо о том, что меня берут в ЦНИИчермет в лабораторию металловедения. На следующий день я принесла это письмо во ВНИИНМ, и это у руководства вызвало шок. Заместитель директора по кадрам Александр Уралец вышел ко мне лично и сказал, что в настоящее время есть одна вакансия инженера-металловеда в лабораторию, но кандидата на эту должность утверждать должен лично Андрей Анатольевич Бочвар, который в данный момент находится в отпуске. Александр Константинович предложил мне 10-дневный административный отпуск, а затем поработать в отделе НТИ до возвращения Бочвара из отпуска, когда будет решаться вопрос о моём переводе на работу в лабораторию. Таким образом, моя почти полувековая работа в стенах института началась с отпуска, и я попала в металловедческую лабораторию – Л-31.
Никакого интернета в те годы, естественно, не было. Поэтому свежую научно-техническую информацию можно было получить только из текущей периодики. В годы, когда институт возглавлял Бочвар, институтская библиотека выписывала практически все ведущие научно- технические журналы – зарубежные и отечественные, а время регулярного просмотра инженерами и научными сотрудниками новой информации было закреплено официально. По средам был библиотечный день, до обеда мы его проводили в нашей технической библиотеке и сразу могли при необходимости заказать копию выбранных статей.
Нашу лабораторию Андрей Анатольевич Бочвар создавал лично. По слухам, он мечтал уйти с поста директора и заняться только научной деятельностью. Поэтому тематика лаборатории Л-31 охватывала металловедение почти всех металлов, которыми занимались в институте, кроме бериллия, работа с которым требовала особых мер безопасности, поэтому проводилась не только в отдельно созданной лаборатории, но даже в специально для этих работ построенном корпусе «Е». В нашей лаборатории появился одним из первых в СССР электронный сканирующий микроскоп Cameca французского производства. Я же начала работать на отечественном аналоге — рентгеновском микроанализаторе МАР-4.
В декабре 1972 года образовалась лаборатория сверхпроводящих материалов. Этому предшествовал достаточно большой период, около десяти лет, становления этой тематики в нашем институте, обоснования её необходимости для развития страны. А началась тематика довольно интересно. Академику Бочвару академик Кикоин прислал краткое техническое задание на изготовление холоднодеформированных образцов ниобий-циркониевого сплава. Научно-исследовательские работы по разработке технологии изготовления новых сплавов были проведены всего за полгода. Иными словами, за такой короткий период была сделана в институте совершенно новая работа.
В сверхпроводящую тематику я «пришла» совершенно случайно. Правда, этому предшествовал ряд событий личного характера: замужество, в результате чего я из Шашуры превратилась в Хлебову, и то, что мы с мужем не стали затягивать с ребёночком. Дело в том, что в институте существовал закон – как только определялась беременность у женщины, она переводилась на «чистые» работы. Я же в первый год работы занималась изучением совместимости плутония с электросталями, то есть «грязными» работами. В Л-31 «чистыми» работами занималась Вера Алексеевна Ковалёва, к ней меня и перевели. Я стала проводить эксперименты по получению интерметаллических сверхпроводников через тонкие покрытия, в частности, разработкой технологии получения покрытий состава Nb3Al, интерметаллического соединения, обладающего более высокой температурой сверхпроводящего перехода, чем Nb3Sn.
В конце 1970 года я ушла в декретный отпуск, моего мужа призвали на 2 года служить на границу с Китаем в г. Кяхту, куда на год переехала и я, там же и родилась наша дочь. Летом 1971 года в Кяхту мне пришло письмо от Веры Алексеевны, в котором она уведомила меня о возникновении в институте плана создания новой лаборатории по сверхпроводникам и просила меня остаться работать с ней в сверхпроводниковой тематике. За год моего отсутствия появились первые публикации о «бронзовом» методе получения сверхпроводников на основе V3Ga. Поскольку, как я уже упоминала, в институте была очень хорошо налажена научно-техническая информация, то сразу были проведены эксперименты сотрудниками Л-13 и Л-31 по получению подобным образом, но соединения Nb3Sn, которые окончились успешно. И это видимо, явилось мощным толчком к ускорению принятия окончательного решения по созданию в институте новой лаборатории, которая бы занималась исключительно созданием новых технологий изготовления различных сверхпроводников.
В составе лаборатории Л-43 были различные группы – по металловедению тугоплавких и танталовых материалов, механической обработке металлов давлением, металловедческая группа по интерметаллидным сверхпроводникам, по измерению критических токов всех типов сверх-проводников, криогенный участок. Лаборатория была совершенно молодёжная: средний возраст сотрудников был меньше сорока, а самым старшим было чуть за сорок.
Поскольку тематика по сверхпроводникам для всех нас была совершенно новой, материалов по технической сверхпроводимости на русском языке практически просто не было, приходилось читать много текущей периодики на английском языке. Чтобы ускорить процесс набора информации сотрудниками и ее усвоения, начальник лаборатории Василий Федорович Гогуля организовал семинар молодых сотрудников лаборатории. Один раз в неделю, после окончания рабочего дня, мы собирались у него в кабинете и докладывали о том, кто и что за прошедшую неделю прочитал. Это было потрясающе интересное время.
Успешной и эффективной работе лаборатории способствовала существовавшая в институте система проведения экспериментов, получения результатов, их анализа и оценки. Результаты своих исследований мы в обязательном порядке докладывали на заседании технического совета лаборатории, где они либо утверждались, либо отправлялись на доработку. На таких техсоветах иногда присутствовали сотрудники из других лабораторий, когда сообщения касались совместных работ. Однажды на одном из таких техсоветов побывал руководитель группы лаборатории рентгеноструктурного анализа (Л-1), учёный с большой буквы и генератор идей Александр Иванович Скворцов. И вот после моего доклада о результатах экспериментов по получению слоистых покрытий на основе Nb3Al методом послойного напыления стало ясно, что для решения многих проблем по разработке технологии получения сверхпроводников различными методами необходимо увеличить объём проведения рентгеноструктурных исследований сверхпроводников. Скворцов предложил кому-нибудь из инженеров нашей лаборатории прийти на стажировку к нему, освоить работу на дифрактометре, чтобы увеличить количество исследуемых образцов. Я вызвалась добровольцем, поскольку применение оптической микроскопии для изучения тонких покрытий, которыми я занималась, давало очень мало для анализа информации. А запас знаний в области рентгенографии, благодаря хорошему преподаванию этого предмета в институте, у меня был достаточен, чтобы быстро освоить методы работы на дифрактометре и расшифровки полученных дифрактограмм.
В конце 1986 года появилась публикация об открытии высокотемпературных сверхпроводников на основе лантан-стронциевой керамики, и уже в 1987 году в нашей лаборатории начали проводиться эксперименты по получению проводников на основе этой керамики. Так возникло новое направление – разработка высокотемпературных сверхпроводников. В 1988 году была организована группа ВТСП в рамках лаборатории, и Александр Константинович Шиков, начальник лаборатории, практически заставил меня возглавить её. Я сопротивлялась неделю, поскольку понимала, что, если я возьмусь за новое абсолютно для всех дело, мне придётся за тормозить с защитой почти готовой к тому моменту диссертации. На деле так и получилось, я смогла доделать окончательно диссертацию,используя свои отпуска, и её защитить только в 1998 году. Ведь государством на создание ВТСП проводников были выделены большие деньги, и за их использованием был установлен жесточайший контроль – в первый год мы отчитывались о проделанной работе каждый месяц! Только спустя год такие отчёты требовали каждый квартал, а потом и раз в полгода. Девять лет своей трудовой жизни прошли у меня в русле ВТСП. Было проделано много работы. По результатам получено несколько патентов, написано больше 20 статей и докладов на различные международные конференции.
С 1997 года я перешла на другую тематику – высокопрочные, высокоэлектропроводные композиционные проводники. Это наноструктурные композиты, обладающие уникальным сочетанием механических и электропроводящих свойств: прочностью стали и проводимостью, близкой к проводимости чистой меди. Эти достаточно дорогостоящие материалы из-за сложной технологии изготовления поначалу использовались только там, где они безальтернативны – для изготовления высокопольных магнитов с напряжённостью магнитного поля >70Т. Используя наши провода на основе медь-ниобиевого сплава в США в 2012 году был изготовлен магнит, на котором была достигнута рекордная напряжённость магнитного поля, равная 100,75Т. В дальнейшем испытания наших проводов, проведённые в США, во Флориде, в Лаборатории высоких магнитных полей, показали, что они выдерживают без разрушения более 1000 циклов нагружения при напряжении ~ 1400 МПа при температуре жидкого азота и более 10 000 циклов нагружения – при комнатной температуре. Вот уже более двадцати лет провода для создания высокопольных магнитов у нас регулярно закупают научные центры США, Китая, Франции. Нужность этих работ пора бы оценить и в соответствующих научных центрах России.
Необходимость создания промышленного производства материалов нового класса привела к созданию в 2011 году дочернего предприятия ВНИИНМ и РОСНАНО ООО «НПП «Наноэлектро», где я работаю по сей день и возглавляю научно-технический отдел. За годы развития этой технологии нам удалось её удешевить и развить до такой степени, что в настоящее время можно изготавливать провода в очень широком диапазоне, как размеров , так и свойств: механическая прочность – от 1500÷1700 МПа и электропроводность 50÷60% IACS до 800÷1000 МПа и электропроводность 70÷85 % IACS. Поскольку удалось разработать режимы изготовления проводов малых сечений с заданным заказчиком сочетанием свойств, в настоящее время они находят применение в кабельной промышленности, для работы в условиях повышенной нагрузки, когда традиционные проводники не могут выполнять свою функцию.
Это же их качество планируется использовать в сверхпрочных проводах для ЦЕРН, в конструкции СПМ с внутренним источником олова.
Да, так сложилось, что мне в жизни очень повезло работать во ВНИИНМ в 70–80-х годах XX века. Когда научная жизнь в институте бурлила, когда «научники», а так называли сотрудников лабораторий, составляли три четверти от общей численности сотрудников института. Сейчас, к большому сожалению, наоборот – они составляют меньшинство. Тогда регулярно проходили конкурсы молодых специалистов, начиная с лабораторий, отделений, а на заключительном этапе – выступления с докладами победителей первых этапов в актовом зале института. Народу набивалось под завязку. Там в обязательном порядке присутствовали ведущие учёные института. Такая обстановка в институте очень мотивировала молодых инженеров к более интенсивной работе, к повышению своего профессионального уровня. Мне также повезло быть участником развития во ВНИИНМ сверхпроводящих материалов и нового класса материалов – нанокомпозитов, технологий их изготовления, свидетелем дружной, вдохновенной работы большого коллектива учёных, технологов, лаборантов, рабочих по реализации в металл научных экспериментов. Уровень разработок, достигнутый во ВНИИНМ по этим тематикам, полученные результаты исследований за годы их развития переоценить сложно. Многое было открыто и использовано впервые.
В очередной раз было доказано, что материаловедческая школа СССР и института Бочвара может решить любые поставленные задачи на высочайшем научном уровне. На это указывают также результаты по созданию в России нового класса нанокомпозиционных проводов. В настоящее время Россия является единственной страной в мире, которая обладает технологией производства этих нанокомпозитов в крупных масштабах. За 7 лет работы НПП «Наноэлектро» была разработана большая номенклатура проводников на основе медь-ниобиевого сплава, которая имеет спрос. Это оказалось возможным даже при ограниченных людских и финансовых ресурсах компании, поскольку мы не были повязаны существующими в институте стандартами отчётности, закупок и так далее. Поэтому мы могли двигаться в своих разработках значительно быстрее, быстрее их реализовывать и осуществлять взаимодействие с заказчиками. На данный момент надо учитывать возрастающий интерес к этим материалам западных и, особенно, восточных конкурентов. Нельзя терять время. Новый класс нанокомпозиционных материалов очень перспективен, и будет обидно, если Россия потеряет свой приоритет в этом направлении только из-за недальновидности высших чиновников, которые могли, но не захотели вникать в текущие трудности компании и помочь их преодолеть. Я уверена, что и в самом институте можно работать быстрее, если бы работу сотрудников не тормозили современные стандарты отчётности, закупок и тому подобное. Это в итоге затягивает исследования, учёные нагружаются непрофильной деятельностью, от этого страдает качество итоговой продукции.
И последнее, на что я хочу обратить внимание, это на крайнюю необходимость укрепления института качественными научными кадрами, выпускниками МИФИ, МИСиС, МГТУ. До нынешнего дня они остаются лучшими из институтов, которые дают качественную металловедческую подготовку студентам. «Кадры решают всё» – кто бы это ни сказал, но это определяющее условие успеха любого дела.
