Ученые НИТУ МИСИС вместе с коллегами из Института структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН разработали новый композит, который имеет перспективы применения в сложных отраслях наподобие аэрокосмической, где высоки требования к различным параметрам материалов. Исследователи работали над созданием так называемых макс-фаз. Это соединения, сочетающие прочность керамики и теплопроводность металлов. Они отличаются устойчивостью к высоким температурам, давлению и нагрузкам.
Однако пока недостаточно изучены процессы, происходящие в точках соприкосновения материалов с различными характеристиками. И нет стабильной надежной технологии объединения макс-фаз с металлами. В этом направлении проводятся различные эксперименты.
Во время одного из них авторы исследования использовали макс-фазу на основе титана, алюминия и азота. Пластины из этого материала поместили в вакуумную камеру, нанеся сверху капли расплавленной меди при температуре от 1085 до 1200 градусов Цельсия. Параллельно проводилась высокоскоростная съемка и тепловизионные измерения.
Так удалось определить, что при контакте с медью макс-фаза расщепляется на твердые частицы нитрида титана, а атомы алюминия попадают в медный расплав. Объем материала уменьшается, а возникшие микрополости заполняются медью. Причем управление температурой позволяет менять характеристики получившихся соединений и нового образующегося композита.
Полученный материал оказался значительно тверже чистой меди, а частицы макс-фазы, оказавшиеся внутри расплава, создали плотную структуру повышенной прочности. Такой композит может быть более устойчив к деформации и износу, при этом он сохраняет высокую электропроводность и антикоррозийные свойства.
Примененная технология получения материала может быть использована и при создании других схожих материалов, сочетающих характеристики исходных соединений. Их можно подбирать в зависимости от требуемых свойств под конкретные задачи.
Ранее мы рассказывали, что в России создали легкий бронезащитный материал.
