Шишкин Роман Александрович об учебнике «Технология специальной керамики»
Шишкин Роман Александрович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института химии твердого тела УрО РАН, а также доцент кафедры химической технологии керамики и огнеупоров Уральского федерального университета (УрФУ).
Лауреат премии губернатора Свердловской области для молодых ученых в 2017 году за лучшую работу в области инженерных наук, победитель городского конкурса на соискание почетного звания «Лицо Молодежного Екатеринбурга 2020» в номинации «научно-техническое творчество и учебно-исследовательская деятельность», лауреат конкурса «Молодежь и будущее авиации и космонавтики» в номинации «Новые материалы и производственные технологии в области авиационной и ракетно-космической техники».
Автор учебника «Технология специальной керамики» (М.: ИНФРА-М, 2026. — 700 с. — (Высшее образование)). Имеет ряд научных публикаций (64 статьи в ведущих российских и зарубежных журналах) и технологических разработок (12 патентов РФ) в области химической технологии керамических и композиционных материалов, огнеупоров, синтеза порошков (включая нитрид алюминия) и методов получения материалов для энергетики и микроэлектроники. Автор кандидатской диссертации по теме разработки технологии получения нитрида алюминия.
Расскажите, пожалуйста, о себе. Как вы выбрали свою сферу деятельности, какие карьерные и научные достижения считаете наиболее значимыми?
Я, вероятно, был счастливчиком — поступил на физико-технический факультет тогдашнего Уральского государственного технического университета (УГТУ-УПИ, ныне УрФУ) по специальности «химическая технология материалов для современной энергетики».
Во время написания дипломной работы мы занимались научной деятельностью — синтезом тугоплавкого материала нитрида алюминия. Попал в молодую и амбициозную команду, которая вдохновила меня продолжить исследования в области тугоплавких керамических соединений.
Наиболее значимые достижения:
— Разработка новой технологии получения кремния, которая может использоваться для солнечных батарей, солнечных панелей или микроэлектроники.
— Исследования реакций горения (solution combustion synthesis) — фундаментальное направление, которому посвящена значительная часть учебника. Мы показали, что этот метод позволяет получать не только оксиды, но и металлы, и даже индивидуальные нитриды непосредственно из раствора (хотя нитриды обычно сложно получать в достаточных количествах).
— Создание систематического учебника по технологии специальной керамики — это важный итог работы по обобщению порошковых технологий.
Какие актуальные для специальности вопросы и новую проблематику отрасли вы рассматриваете в учебнике?
Учебник посвящён систематическому изложению основ химической технологии керамических и композиционных материалов. Дан подробный обзор способов получения керамических материалов — от выбора исходных материалов и методов синтеза порошков до готовых изделий.
Рассмотрены механизмы и особенности порошкообразных материалов, влияние химических и технологических параметров на их свойства. На основе современных научных исследований представлены методы синтеза специальной керамики. Особое внимание уделено процессам термической обработки и контролю температуры. Сформулированы требования к порошкам для керамики и композитов, процессам спекания и уплотнения для обеспечения заданных характеристик.
Учебник соответствует требованиям ФГОС ВО последнего поколения и предназначен для студентов по направлениям «Химия», «Химические технологии», «Материаловедение и технологии материалов».
Новая проблематика: акцент на порошковые технологии (поскольку керамика имеет высокие температуры плавления и часто разлагается при плавлении, классическая металлургия не работает — нужна порошковая). Подробно рассмотрены современные методы получения нано- и субмикронных порошков, контроль агломерации, а также технологии, критически важные для полупроводниковой отрасли.
Какие темы представлены в учебнике наиболее полно и почему вы решили сделать на них акцент?
Наиболее полно представлены:
— Методы получения порошков, особенно solution combustion synthesis (синтез с горением раствора) — простой и эффективный способ получения наночастиц (порядка 10 нм).
— Процессы компактирования и спекания порошков.
— Химическое осаждение из газовой фазы (CVD) — основная технология получения материалов для полупроводниковой промышленности.
— Технологические подходы к получению наномасштабных материалов (с объяснением проблем агломерации и способов их подавления).
Акцент сделан потому, что эти темы фундаментальны для порошковой технологии керамик, позволяют получать материалы с заданными свойствами, когда традиционные методы плавления неприменимы. Combustion synthesis — современный, широко используемый метод; CVD критически важен для современной электроники и энергетики. Раздел по наноматериалам важен для понимания, почему наночастицы «хотят» объединяться (поверхностная энергия) и как это контролировать.
Какие разделы учебника, на ваш взгляд, будут наиболее интересны студентам?
Раздел, посвящённый технологическим подходам к получению наномасштабных материалов. Я старался сделать его живым: использовал наглядные примеры (аналогия с кубиками — почему мелким частицам энергетически невыгодно существовать по отдельности и они агломерируют), юмористические иллюстрации (например, узкая дверь в португальском монастыре как метафора ограничения размера) и показывал, как исследователи по всему миру решают проблему агломерации (наноконтейнеры и др.).
Также combustion reactions — студенты и школьники всегда просят показать «как это горит». Практически значимые темы, связанные с реальными технологиями (полупроводники, нано, энергетика), находят больший отклик, чем абстрактные высокие материи.
Сталкивались ли вы с какими-либо трудностями в процессе написания книги, и как вы их преодолевали?
Основная сложность — работа с огромным объёмом современной литературы (в основном англоязычной, статьи последних 5 лет). Нужно было собрать, систематизировать, адаптировать и перевести передовые исследования со всего мира. Невозможно быть экспертом во всех методах — приходилось глубоко погружаться в новые для себя направления по ходу написания.
Преодолевал тщательным анализом источников, структурированием материала и стремлением сделать текст максимально самодостаточным и понятным.
Какие исследования легли в основу вашей работы, и были ли какие-то неожиданные открытия в процессе написания?
Основа — множество современных научных исследований со всего мира (в основном статьи последних лет), а также собственные работы нашей группы (синтез нитрида алюминия, кремния, combustion synthesis).
Глобальных открытий не было — это систематизация и обобщение уже известных данных. Неожиданным стало то, что в процессе написания я сам узнал много нового и интересного о методах, в которых раньше не был глубоким специалистом. Пришлось разбираться и углубляться — это стало приятным бонусом.
Как вы адаптировали научные материалы при создании книги, чтобы они были доступны для восприятия читателями разного уровня?
Я старался сделать текст самодостаточным: давал определения и объяснения сразу в тексте, чтобы читателю не приходилось искать информацию в других источниках. Избегал излишне академичного, тяжёлого языка.
Вдохновлялся лекциями зарубежных университетов — там часто используют более научно-популярный стиль. Старался писать ясно, с объяснениями, наглядными примерами и аналогиями, чтобы материал был доступен студентам и не вызывал лишних трудностей.
Каков был процесс работы с издательством и какие аспекты редактирования или оформления вы считаете особенно важными?
Процесс был стандартным для серьёзного вузовского учебника: подготовка рукописи, соответствие ФГОС последнего поколения, рецензирование.
Особенно важными считаю: чёткую структуру, качество схем и иллюстраций сложных технологических процессов, самодостаточность текста (чтобы не требовалось постоянно обращаться к другим источникам) и доступный стиль изложения. Издательство обеспечило профессиональное оформление и распространение (в т.ч. электронная версия на znanium.ru).
Какие советы вы бы дали тем, кто впервые хочет написать учебник?
Главное — делать материал практически применимым и значимым, максимально близким к жизни и понятным. Студенты часто не очень интересуются «высокими материями», которые далеки от них. То, что ясно, практично и «близко к земле», находит наибольший отклик.
Старайтесь приближать науку к реальной жизни, используйте наглядные примеры, аналогии и более научно-популярный стиль. Это нетривиально, но очень важно.
Есть ли дополнительный материал или онлайн-ресурсы, которые вы рекомендуете использовать вместе с вашей книгой для более глубокого понимания темы?
Книга опирается на научные статьи. Для более глубокого понимания рекомендую открытые записи лекций зарубежных университетов и институтов (полные курсы по близким направлениям на английском). Их можно смотреть как дополнение — они часто более сжатые, чем учебник, но очень интересные. Я сам активно слушал такие лекции при подготовке.
Видите ли вы возможность для дальнейших исследований по теме вашей книги, и если да, в каком направлении они могли бы развиваться?
Да, безусловно. Возможные направления:
— Дальнейшее развитие методов получения нанопорошков и контроля агломерации.
— Расширение применения solution combustion synthesis для новых классов материалов (нитриды, металлы и композиты).
— Совершенствование технологий CVD и порошкового компактирования/спекания для специальной керамики.
— Исследования материалов для современной энергетики, полупроводниковой отрасли, радиоэлектроники и огнеупоров.
Тема остаётся крайне актуальной в связи с развитием нанотехнологий и потребностью в новых функциональных материалах.
