Специалисты Университета МИСИС продемонстрировали новейший аморфный сплав, обладающий уникальными свойствами. Он сочетает отличную жаростойкость и устойчивость к коррозии. Подобные материалы представляют большой интерес для областей, где важны экстремальная выносливость и способность противостоять суровым условиям, таких как атомная промышленность и переработка нефти, говорится на сайте учебного заведения.
Среди главных достоинств представленного материала выделяется способность сохранять целостность структуры вплоть до температуры 800 °C. Такие уникальные характеристики открывают возможности для широкого применения новинки в защитном покрытии важных узлов газовых турбин, оболочки ядерных реакторов, конструкций теплообменников и трубопроводов нефтяной и газовой отраслей.
Чтобы повысить качество стальных сплавов, обычно добавляют бор, но эта методика ограничена появлением хрупких соединений — интерметаллидов, ухудшающих многие важные характеристики материала, особенно устойчивость к коррозии. Для устранения этих проблем российские специалисты провели тщательное исследование механизма кристаллизации сложного многокомпонентного сплава, основой которого служат железо и никель.
Аморфный сплав напоминает застывшую жидкость, где атомы располагаются случайным образом. Под воздействием нагрева такой сплав становится смесью различных структур, аналогично тому, как мороженое делится на отдельные части — кристаллы льда и капельки масла. Специалисты смогли преодолеть это ограничение, добившись преобразования аморфного сплава в цельную структуру с гранецентрированной кубической решеткой, содержащей большое количество бора и атомы пяти разных металлов. Эффект стал возможен благодаря присутствию ванадия, стабилизировавшего систему.
«Ванадий создает сильное химическое взаимодействие с бором, что помогает избежать образования отдельных хрупких фаз, которые могли бы ослабить материал. Кроме того, ванадий замедляет перемещение атомов в сплаве, что предотвращает перераспределение элементов», — комментирует д.ф-м.н. Алексей Родин, профессор кафедры физической химии НИТУ МИСИС.
Проведенная работа открывает перспективы для создания долговечных и устойчивых к коррозии покрытий, предназначенных для эксплуатации в жестких условиях агрессивных сред. Если данную разработку внедрить в производство, появится возможность получать материалы с выдающимися механическими и термостойкими качествами.
Ранее ученые создали уникальное теллуритное стекло. Рассказали, где и как его планируют использовать.
