Пионер электронной микроскопии

22 ноября исполняется 100 лет со дня рождения Николая Николаевича Буйнова, крупного ученого в области металлофизики и фазовых превращений в цветных сплавах, основателя электронной микроскопии на Урале, доктора физико-математических наук, профессора, заведовавшего лабораторией фазовых превращений Института физики металлов УрО РАН.
 

    Николай Николаевич Буйнов родился в 1909 г. в г. Шадринске, в семье банковского служащего. Из-за происхожения, прежде чем поступить в высшее учебное заведение, в те времена он должен был пройти трудовую школу и целый год проработал простым рабочим на строительстве железной дороги Урал — Курган. Только после этого в 1932 г. стал студентом Уральского Государственного университета.

    Окончание Н.Н. Буйновым университета практически совпало с прибытием в Свердловск ленинградского «научного десанта» — группы молодых ученых, составивших ядро будущего Института физики металлов. Николай Николаевич был принят в лабораторию фазовых превращений, которую возглавлял Антон Пантелеймонович Комар, уже тогда известный физик, талантливый экспериментатор, будущий академик АН УССР, много сделавший не только для науки, но и для советской промышленности. В то время на Урале уже бурно развивались металлургия и машиностроение, для дальнейшего прогресса в этих отраслях необходимо было научное сопровождение, что и было поручено организованному в Свердловске Институту физики металлов, в частности лаборатории А.П. Комара.

    Встреча с А.П. Комаром, постоянное научное общение с этим выдающимся человеком и ученым в значительной степени определили научные интересы Н.Н. Буйнова — металлофизика и фазовые превращения, которые стали делом всей его жизни. Первая научная работа, выполненная Николаем Николаевичем в лаборатории Комара и составившая ядро его будущей кандидатской диссертации, была посвящена изучению процессов атомного упорядочения в сплавах благородных металлов на основе Au–Cu рентгенографическим методом. Для этого Буйнову пришлось самому сконструировать и изготовить установку для рентгеноструктурного анализа (включая самодельную рентгеновскую трубку). В 1943 году Николай Николаевич защитил кандидатскую диссертацию на тему «Рентгенографическое исследование степени дальнего порядка в сплавах Au–Cu», результаты которой стали классическими (отечественные и зарубежные исследователи ссылаются на них по сей день) и заложили мощное научно-техническое направление, до сих пор развиваемое его учениками и последователями в ИФМ.
 

В военные годы параллельно с выполнением диссертационной работы Н.Н. Буйнов совместно с В.Д. Садовским и К.А. Малышевым изучал различные способы упрочнения металлических сплавов и создания на них металлических покрытий; полученные результаты послужили основой для создания танковой брони и бронебойных снарядов.
 

В 1947 г. по распоряжению академика Ивана Павловича Бардина, бывшего одновременно и председателем президиума УФАНа и вице-президентом АН СССР, из Москвы на самолете «Дуглас» в институт был доставлен американский просвечивающий электронный микроскоп марки ЕМI-2, изготовленный в Кемдоксе (штат Нью-Джерси, США) фирмой Радио Корпорейшн. Это был один из двух первых в СССР электронных микроскопов, присланных из США. С них в Советском Союзе и началась эра электронной микроскопии.
 

Поскольку в течение длительного времени EMI-2 был единственным на Урале работающим микроскопом, в лаборатории всегда было много «заказчиков» из других институтов — геологов, химиков, металлургов, медиков, которым Н.Н. Буйнов, организовавший и возглавлявший в тот период группу электронной микроскопии, помогал в решении их задач на соответствующих образцах. При этом решались как теоретические вопросы природы контраста на электронно-микроскопических изображениях, так и конкретные задачи по пробоподготовке образцов самых разных материалов.
 

Основная тематика работ Н.Н. Буйнова в те далекие годы также была очень разнообразной, включая исследования распада алюминиевых сплавов и атомного упорядочения в магнитных и немагнитных системах (альни, магнико, кунифе, сплавы Cu–Pd, Cu–Au). Вместе с профессором М.В. Якутовичем проводились структурные исследования деформации алюминиевых кристаллов; с профессором В.Д. Садовским изучались структурные особенности стали различных марок после термообработок, с профессором Н.В. Деменевым исследовались структуры золотых, платиновых и палладиевых пленок на поверхности солей этих металлов при восстановлении водородом; с профессором Г.И. Чуфаровым были выполнены структурные исследования ориентации фаз, возникающих при восстановлении магнетита водородом; с профессором П.В. Гельдом изучались дымовые налеты и возгоны сталеплавильных печей.
 

Впоследствии на базе лаборатории, созданной А.П. Комаром, возникли еще три: фазовых превращений, низких температур и нейтронографии. Заведующими этими лабораториями стали его ученики Н.Н. Буйнов, Н.В. Волкенштейн и С.К. Сидоров (на нижнем снимке).
 

В 1950–1960-е годы Н.Н. Буйнов становится очень известным ученым. Возникла, получила дальнейшее развитие и признание в стране созданная им школа исследователей-структурщиков. Им и его учениками изучались структурные и фазовые превращения, которые происходят при распаде в сплавах на основе алюминия, меди, никеля, титана, железа; исследовалось влияние пластической деформации на кинетику и механизмы распада сплавов. Плодотворную научную деятельность Н.Н. Буйнов успешно совмещал с активной научно-организаторской и педагогической работой. Длительное время Николай Николаевич являлся координатором совместных усилий ученых нашей страны по актуальным вопросам старения сплавов и организатором всесоюзных совещаний по стареющим сплавам. Много сил за 47 лет научно-педагогической деятельности Н.Н. Буйнов отдад подготовке научных кадров, им создана активно работающая научная школа. Среди его учеников доктора и кандидаты физико-математических и технических наук.
 

Отметим, что в 1950–1970-е годы параллельно с широким использованием электронной микроскопии в лаборатории применяли также и методы рентгенографии, в том числе очень эффективным был метод аномального диффузного рассеяния. Наряду с Гинье и Престоном, а у нас в стране с Елистратовым и Багаряцким Н.Н. Буйнов стал одним из основоположников применения метода диффузного рассеяния к исследованию стареющих сплавов. Завершением этого цикла работ стала докторская диссертация Николая Николаевича «Распад пересыщенных твердых растворов» и монография с тем же названием. Кроме того, профессор Буйнов принимал самое активное участие во всех всесоюзных конференциях, посвященных фазовым превращениям и прочности, рентгеноструктурному анализу и электронной микроскопии, входил в состав комиссий по электронной микроскопии и рентгенографии при Академии наук СССР.
 

Основными в ряду разнообразных научных интересов профессора Н.Н. Буйнова и его учеников всегда оставались изучение структурных и фазовых превращений в цветных сплавах, взаимосвязи физико-механических (в том числе магнитных и сверхпроводящих) свойств со структурой, изучение влияния высокого давления на структурные и фазовые превращения в сплавах, разработка физических основ термической и термомеханической обработок стареющих сплавов, исследование ранних стадий распада, атомного упорядочения, предпереходных состояний и их связи с мартенситными превращениями. Так, в трудах Н.Н. Буйнова и его учеников разработан способ совмещения двух фазовых превращений: распада пересыщенного твердого раствора и атомного упорядочения и упрочнения от них. Широко велись совместные работы с предприятиями ВПК, с ВИЛСом, ВИАМом, ВСНПО, оптико-механическим и другими заводами. Приходилось участвовать в разработке новых авиационных сплавов на алюминиевой основе с использованием различных способов термообработки и легирования, в разработке режимов термообработок для улучшения свойств сталей для бандажных колец, производимых на Уралмашзаводе, и во многих других практически важных прикладных работах.
 

Интересно вспомнить, что в 1964 г. Николай Николаевич едва не покинул институт и наш город: руководство Донецкого физико-технического института пригласило его на работу с предоставлением электронного микроскопа новейшей модификации и предложением баллотироваться в члены-корреспонденты АН УССР. Ему предложили переехать в г. Донецк вместе с учениками, всем было гарантировано жилье.
 

Однако директор ИФМ Михаил Николаевич Михеев и зам. директора по науке академик Сергей Васильевич Вонсовский написали письмо президенту АН СССР Мстиславу Всеволодовичу Келдышу, где были такие слова: «…один из пионеров по применению электронной микроскопии в физике твердого тела в Советском Союзе, наш сотрудник, доктор физико-математических наук, профессор Н.Н. Буйнов имеет ряд приглашений в институты, располагающие японскими микроскопами и, видя бесперспективность наших экспериментальных возможностей, собирается уйти из института. Мы не видим возможностей удержать его от этого шага, ибо он вызван полной бесперспективностью в возможностях проведения структурных исследований на самом высоком уровне, которого нельзя достичь на устаревших моделях электронных микроскопов, которыми располагает наш институт. Как уход из института Н.Н. Буйнова, так и само отсутствие необходимой экспериментальной базы неблагоприятно сказывается на всем уровне структурных исследований в институте, которые нам крайне необходимы особенно сейчас, в связи с развертыванием работ по экструзии, сверхпроводящим и магнитным материалам...».
 

В результате в 1966 г., спустя почти двадцать лет после появления на Урале первого электронного микроскопа новый прибор высшего класса JEM 150 фирмы JEOL Ltd (Япония) был получен, и глубоко привязанный к лаборатории, институту, городу Николай Николаевич тотчас позвонил в Донецк и сообщил о своем отказе участвовать в выборах: на Урале перед ним открылись новые перспективы.
 

Николай Николаевич многие годы мечтал об открытии электронно-микроскопического центра коллективного пользования, о том, чтобы в институте был свой так называемый микроскоп-«миллионник». В 1973 году С.В. Вонсовский даже отправлял Буйнова «добывать высоковольтный микроскоп», а также знакомиться с таким прибором в Институт металлургии имени Байкова. Однако по неизвестной причине (возможно, из-за нехватки денег) этот проект не состоялся. Лишь в 1985 г., уже после смерти Николая Николаевича Институт физики металлов получил новый микроскоп JEM-200CX. Вместе с другими приборами он стал базой созданного в ИФМ учеником Буйнова Владимиром Григорьевичем Пушиным Центра коллективного пользования научного оборудования «Электронная микроскопия», эффективно работающего до сих пор.
 

Николай Николаевич был человеком разносторонних знаний. Он часто говорил, что если бы не увлекся физикой, то непременно стал бы историком. Его интересовала история древних цивилизаций и государств, археология, география, путешествия. Им была собрана и систематизирована большая библиотека, в том числе и собраний сочинений российских и зарубежных классиков. Его интересовали живопись, театр, спорт. Он был прекрасным лыжником и биатлонистом, охотником, рыболовом.
 

Николай Николаевич занимался и преподавательской работой. На протяжении многих лет он читал лекции по рентгеноструктурному анализу, электронной микроскопии, металловедению и физическим методам исследования металлов и сплавов на физико-техническом факультете УПИ. Он был также бессменным членом редколлегии журнала «Физика металлов и металловедение» со дня его основания в 1955 г. Николай Николаевич — автор более 150 статей, монографии, нескольких справочников по алюминиевым сплавам, целого ряда обзоров и авторских свидетельств на изобретения.
 

За свой многолетний добросовестный труд Н.Н. Буйнов был награжден орденом «Знак почета», медалями «За доблестный труд в Великой Отечественной войне», «30 лет победы», «За доблестный труд» к 100-летию со дня рождения Ленина, «Ветеран труда» и другими знаками отличия и почетными грамотами.
 

Николая Николаевича отличали исключительная доброта, чуткость и отзывчивость. Зачастую он заботился о сотрудниках больше, чем они о себе сами. Будучи руководителем крупной лаборатории, он был простым в хорошем смысле этого слова и доступным человеком. Сотрудники приходили к нему с любым вопросом, в любое время, без звонка и предупреждения.
 

Осенью 2009 г. исполнилось 25 лет как Николая Николаевича не стало. А его ученики доктора физико-математических наук Владимир Григорьевич Пушин, Аркадий Васильевич Добромыслов, Олег Дмитриевич Шашков (к сожалению, уже умерший), Роза Рамзесовна Романова, Николай Николаевич Сюткин, кандидат физико-математических наук Светлана Васильевна Сударева и многие другие сами стали авторитетными учеными, у которых появились свои ученики.
 

Давно, еще в 1970-е годы, директор ИФМ Михаил Николаевич Михеев попросил заведующих лабораториями назвать имена своих преемников через 20 лет. Николай Николаевич сразу определился с кандидатом: им стал очень способный и энергичный молодой сотрудник Владимир Григорьевич Пушин, нынешний заведующий лабораторией цветных сплавов.
 

Продолжает развиваться и Центр коллективного пользования УрО РАН по электронной микроскопии, который он по-прежнему возглавляет. Уже в нашем веке, спустя еще 20 лет, там появились новые аналитические просвечивающие и сканирующие микроскопы фирмы FEI (бывшей Phillips) и новые уникальные методические возможности для структурных исследований.
 

В заключение хочется повторить слова С.В. Вонсовского, Н.В. Волкенштейна и Р.Р. Романовой из статьи в газете «Наука Урала», посвященной 80-летию Николая Николаевича Буйнова: «…Николай Николаевич по праву стал не только пионером развития электронной микроскопии на Урале, но и первым ученым, начавшим серьезную пропаганду этого метода исследования».
 

Сегодня со всей уверенностью можно сказать, что дело, начатое Н.Н. Буйновым, успешно продолжается.
 

Сотрудники Института физики металлов УрО РАН