Томские ученые создают покрытия, делающие режущие инструменты «неуязвимыми»

Ученые Томского политеха создают покрытия для режущих инструментов нового поколения: они будут не только износостойкими, но и пригодными для обработки большинства материалов. Политехники разрабатывают технологию получения тонких пленок алмаза и кубического нитрида бора из смеси газов, сообщает пресс-служба ТПУ.

Алмазные покрытия благодаря их твердости и сейчас применяются в производстве режущих инструментов. Они используются для обработки некоторых металлических сплавов, керамики, углепластиков, но малоэффективны при работе с железом и сталью: при высокой температуре углерод взаимодействует с этими металлами и постепенно разрушается.

Для решения этой проблемы политехники предложили создать композиционное покрытие на основе алмаза и кубического нитрида бора. Это самые твердые из известных материалов. 

Кубический нитрид бора не разрушается при контакте с железом и сталью, что сделает инструмент практически «неуязвимым».

«Пока кубический нитрид бора в виде поликристаллического  покрытия синтезировать не может никто. Мы хотим использовать близость кристаллической решетки этого вещества с алмазом. Такое сходство позволит на кристаллах алмазов выращивать кристаллы кубического нитрида бора. Наше покрытие, соединяющее свойства алмазного и нитридного покрытия, будет применимо для большинства металлов», — поясняет инженер-исследователь лаборатории №1 Института физики высоких технологий ТПУ Степан Линник.

Ученые Томского политеха получают покрытия из газа при помощи плазмы. В вузе уже разработана технология осаждения алмазов из смеси метана и водорода. Кубический нитрид бора также будут получать из газа: источником вещества будет служить диборан. Таким образом, ученые смогут покрывать твердосплавный инструмент тонкими пленками, в разы увеличивающими его прочность.  

Напомним, в 2015 году исследование Степана Линника получило поддержку Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ): политехник выиграл грант в размере 5,1 млн рублей сроком на три года. До этого ученый участвовал в программе «Постдок в ТПУ». Она позволяет молодым кандидатам наук работать над актуальным проектом, который ведётся опытным руководителем. По словам Степана Линника, для него таким наставником стал профессор Ремнев, а программа дала возможность начать собственное исследование, подойти к получению гранта и самостоятельному привлечению финансирования своих проектов.

В начале 2016 года за разработку технологии осаждения алмазных покрытий Степан Линник также получил грант Президента РФ для молодых ученых.  

Кубический нитрид бора — вещество, которое обладает исключительной твердостью в горячем состоянии, что позволяет использовать его при очень высоких скоростях резания. Широко используется в качестве сверхтвердого материала, лишь немного уступает по твердости алмазу, но значительно превосходит его по термостойкости.