Научный прорыв совершили специалисты Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича (ИТПМ СО РАН) совместно с коллегами из Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН). Результаты их работы опубликованы в журнале Physical Mesomechanics.
Что сделали ученые
Исследователи улучшили характеристики титанового сплава ВТ6. Этот материал популярен в авиационной сфере. Из него создают различные детали летательных аппаратов.
Чтобы сделать сплав еще более прочным, к нему добавили керамическое соединение диборида титана. Это позволило заметно снизить коэффициент трения, то есть повысить износостойкость материала в 2-4 раза (точный результат зависит от концентрации керамики в сплаве).
Изменение характеристик произошло благодаря формированию в сплаве так называемых нано- и микровискеров — мельчайших нитевидных структур.
По словам специалистов, вискеры в сплаве играют ту же роль, что арматура в железобетоне или различные армирующие волокна в композитных полимерах. Они перераспределяют нагрузку, возникающую при различных механических воздействиях, на больший объем материала, чем было бы при их отсутствии.
Многофункциональная технология
Лазерная наплавка наносимого керамического слоя на сплав происходит в импульсном режиме. Именно эта «импульсность» сформировала однородный на макромасштабе слой, насыщенный твердыми фазами и вискерами. Это и привело к повышению показателей износостойкости нового покрытия.
Металлокерамические композиты, которые можно создать с помощью описанной технологии, интересны не только для авиационной промышленности, но и для других сфер. Помимо титанового сплава, ученые работают над улучшением сплава на никелевой основе. С его помощью можно получить различные коррозийные износостойкие покрытия для нефтегазовой отрасли.
Посмотрите на лучшие изобретения и гаджеты 2022 года по версии Time:
