Евсеенко А.В. д.э.н. в.н.с. ИЭИОПП СО РАН Шмагирев А.В. к.э.н., начальник лаборатории Холдинговой компании «НЭВЗ-Союз» pakema@ngs.ru КЛАСТЕРЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ НАНОКЕРАМИКИ В современной инновационной экономике часто применяется кластерный подход. Кластер – это некоторое ядро, выделенное по территориальному, функциональному или технологическому признаку, которое может служить точкой роста экономики в целом. Компания «НЭВЗ-Керамикс», созданная в соответствии с проектом ХК «НЭВЗСоюз» и ОАО «Роснано», представляет собой ядро кластера «Современные керамические материалы и нанотехнологии» - одного из кластеров развития Новосибирской области. Цель компании – создание производства наноструктурированной керамики. В свою очередь, производство компании тоже можно разделить на несколько кластеров. Нанокерамика – это материал, или, точнее, семейство материалов, со столь широкой областью применения, что отдельные его направления могут служить точками развития в совершенно разных сферах. Основными внутренними кластерами компании являются: производство технической керамики, производство медицинской керамики, производство бронекерамики. Керамика была древнейшим материалом, производимым человечеством и используемым им для своих нужд. Затем развитие человеческой цивилизации было связано в первую очередь с производством металлов. Но сегодня существует тенденция замены металлов современными видами керамики, которые по прочности и износостойкости зачастую превосходят металл, зато легче его и дешевле. Для ХК «НЭВЗ-Союз» керамическое производство было в свое время производством вспомогательным, обслуживающим производство СВЧ-техники, которая в основном использовалась для оборонных нужд. Но после резкого падения гособоронзаказа в начале 90-х годов предприятие было вынуждено искать новые способы существования и новые виды продукции. Одним из таких новых направлений стало производство промышленной керамики – первоначально это были керамические изоляторы, используемые в объектах энергетики. С 2005 года развитие керамического производства стало приоритетным направлением деятельности компании. 1 Традиционным сырьем для производства керамики является оксид алюминия (Аl2O3), распространенный в природе как глинозем. Также сырьем для производства керамики могут служить (самостоятельно либо в смеси с оксидом алюминия) диоксид циркония (ZrО2), карбид кремния (SiC) и карбид бора (B4C), нитрид алюминия (AlN). Соответственно, при производстве наноструктурированной керамики используются (как добавка к обычному сырью) нанопорошки оксида алюминия, диоксида циркония, карбидов кремния и бора и нитрида алюминия, которые составляют от 5 до 40 % массы материала. В рамках проекта по производству нанокерамики планируется осуществление новых инвестиций в размере 1,2 млрд. рублей (не считая имеющегося имущества керамического производства ХК «НЭВЗ-Союз»), в том числе приобретение оборудование на 1,1 млрд. рублей, приобретение нематериальных активов и НИРОКР 100 млн. руб. Объем выручки должен составить в 2017 году 3,7 млрд. рублей. Предприятие «НЭВЗ-Керамикс» было создано в октябре 2011 года и уже выпускает продукцию. Применение нанотехнологий заключается в приготовлении материала с использованием специальных керамических нанопорошков, состоящих из сверхмелких частиц. Примерный объем мирового рынка нанокерамики в 2011 г. составлял 180 млрд. рублей, в том числе медицинской керамики 18 млрд. рублей. Производство технической керамики – это производство керамических изоляторов, керамических подложек, керамических элементов для запорной арматуры. Изоляторы – уже освоенный вид продукции. Керамические изоляторы используются в вакуумной коммутационной аппаратуре (электростанции, управление потоками электроэнергии), а также в различных электротехнических приборах (например, в приборах ночного видения). Использование нанотехнологий позволяет увеличить электросопротивление изоляторов, их механическую прочность и другие параметры. Керамические подложки используются в полупроводниковых приборах. Нанотехнологии дают возможность улучшить механическую прочность, изоляционные свойства и характеристики теплопроводности подложек. 2 Научные учреждения и вузы, которые занимаются разработками по технической керамике в рамках проекта: Новосибирский Институт Органической Химии СО РАН (г. Новосибирск), Институт Неорганической Химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук СО РАН (г. Новосибирск), Томский Политехнический Университет (г. Томск). В настоящее время совместно с Томским политехническим университетом разработана технология производства сырья для керамики с использованием нанопорошков. Кластер технической керамики, кроме развития собственно керамического производства, улучшает качество и снижает затраты в электроэнергетике, в микроэлектронике, и может дать определенный толчок экономическому развитию страны. Производство медицинской керамики – это производство керамических имплантов для позвоночника, тазобедренных, голеностопных суставов, а также зубных имплантов. В настоящий момент такая продукция закупается за рубежом. Освоение производства медицинской керамики будет означать создание в России принципиально нового производства. Этот кластер имеет большую социальную значимость, т.к. в связи 3 с более низкой ценой продукции позволит сделать медицинские операции и установить импланты представителям социальных групп, которые в настоящий момент не имеют такой возможности. В подкластере медицинской нанокерамики участвуют (в части НИОКР и испытаний) Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (ИФПМ СО РАН), Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН), Томский военно-медицинский институт Министерства обороны РФ (ТВМИ МО РФ), Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии Росмедтехнологий (ФГУ НИИТО), Сибирский научно-исследовательский и испытательный центр медицинской техники (СибНИИЦМТ), Институт неорганической химии СО РАН, Институт гидродинамики им. М.А.Лаврентьева, Институт теоретической и прикладной механики СО РАН им. С.А.Христиановича, (НГТУ); Новосибирский Новосибирский государственный государственный технический университет университет (НГУ); Томский политехнический университет Производство бронекерамики дает не только керамические плитки для бронежилетов, но и брони для бронемашин, а в перспективе – для танков и другой тяжелой техники. Этот кластер представляет большое значение для обороны страны, и, в случае широкомасштабной замены стальной брони на керамическую, будет основной целого переворота в военной производстве, включая производство боевых машин и средств их поражения. Научные учреждения и вузы, участвующие в разработке технологий бронекерамики: Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (г. Новосибирск); Научно – исследовательский Институт Стали (г. Москва), Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (г. Новосибирск). Кроме того, производство нанокерамики включает не только производство керамических изделий с использованием нанопорошков, но и производство самих нанопорошков. Создание производства нанокерамики требует сотрудничества промышленного предприятия с научными учреждениями. Это осуществляется в форме некоммерческого партнерства «Сибирская керамика», в которое входят Холдинговая компания «НЭВЗ-Союз», научные институты и вузы - Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Институт неорганической химии СО РАН, Новосибирский государственный университет, Томский политехнический университет, Новосибирский государственный технический университет, Новосибирский Росмедтехнологий и другие организации. 4 НИИ травматологии и ортопедии В результате реализации проекта должно быть создано 350 новых рабочих мест, годовой прирост налоговых поступлений в бюджеты всех уровней составит 700 млн. рублей. Таким образом, мы можем видеть, что кластер нанокерамики и его «подкластеры» представляют собой точки роста, которые дают толчок развитию науки, производства в различных сферах, способствуют повышению обороноспособности страны и улучшению здоровья ее населения. 5