18+
18+
РЕКЛАМА

Ученые ТГУ впервые в России синтезировали самую твердую и самосмазывающуюся керамику для оборудования

Образование и наука, ТГУ, Томские новости, томск AlMgB14 керамика скользкая самосмазывающаяся Ученые ТГУ впервые в России синтезировали самую твердую и самосмазывающуюся керамику для оборудования

Учёные ТГУ продолжают работу над композитной «скользкой» керамикой AlMgB14 - алюминий-магний-бор - ее образцы уже были получены в ходе ряда экспериментов. До этого в России никто не синтезировал AlMgB14, сообщает пресс-служба вуза.

«У этого материала есть уникальное свойство – он самосмазывающийся, поэтому у него аномально низкий коэффициент трения. Детали из этого соединения обеспечивают бесшумную работу приборов, потребление энергии может снизиться в несколько раз, при этом одновременно вырастет износостойкость. Новый материал может применяться во многих отраслях: машиностроении, авиастроении, производстве бытовой техники», - сообщает пресс-служба вуза.

Твердость полученных композитов на 40% выше, чем в образцах без добавок, а коэффициент трения практически в два раза ниже, чем у смазанной полированной стали.

На первом этапе команда учёных получила образцы материала, которые по свойствам соотносились с зарубежными аналогами – высокая твердость – 32 ГПа и низкий коэффициент трения – менее 0,07. При этом в полученных образцах было 97% соединения AlMgB14 и 3% примесей. На их основе учёные разработали композитный материал – в «чистый» AlMgB14 добавили диборид титана – и твердость увеличилась на 40%.

Фото: Пресс-служба ТГУ

– Мы предложили новый способ получения композиционных материалов на основе AlMgB14: порошки создаются при помощи самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, а потом с использованием искрового плазменного спекания мы получаем образец «скользкой» керамики, – рассказал Илья Жуков, зав. лаб. нанотехнологий металлургии ТГУ. – Благодаря новому методу твердость материала возросла до 46 ГПа – этот показатель выше, чем у зарубежных композитных аналогов и составляет больше половины твердости алмаза. Кроме того, коэффициент трения остался низким – практически в 2 раза ниже, чем у смазанной полированной стали.

Илья Жуков, зав. лаб. нанотехнологий металлургии ТГУ
Фото: Пресс-служба ТГУ

Кроме того, использование метода искрового плазменного спекания позволило снизить пористость «скользкой» керамики – учёные получили практически нулевые показатели. Эксперименты проходили в Нижегородском физико-техническом институте – соисполнителе проекта РНФ.

– Проблема всей керамики в том, что очень сложно получить высокоплотный материал, а пористость напрямую влияет на физико-механические свойства, – отметил Илья Жуков.

Ближайшие аналоги соединения AlMgB14 – это оксид алюминия, диоксид циркония, и они не такие «скользкие». У этих материалов коэффициент трения варьируется от 0,12 до 0,7, в то время как коэффициент трения AlMgB14 в 6 раз меньше. Он меньше и чем у популярного тефлона.

Керамическое покрытие наносят на детали методом магнетронного распыления. Для этого из материала на основе AlMgB14 готовится так называемая мишень – диск, который распыляется на нужную поверхность, когда на него посылают сильный магнитный импульс. Стоимость производства такого диска, по предварительным оценкам, варьируется от 10 до 15 тысяч рублей, в то время как диски из других материалов обойдутся в 15–30 тысяч рублей.

Результаты работы томских учёных опубликованы в международных журналах Materials today communication (статья про использование нестандартных порошков, которые учёные ТГУ изготавливают сами) и Ceramics International (статья об использовании экзотермической реакции для получения AlMgB14). Кроме того, материаловеды представили результаты на ежегодной международной конференции в США The Minerals, Metals & Materials Society 2020, их работой заинтересовались представители Ассоциации бразильской металлургии, материаловедения и горного дела.

Фото: Пресс-служба ТГУ

Следующий шаг – это изготовление большой серии образцов для проверки коэффициента теплового расширения – его важно знать для использования материала в качестве покрытия на сталь, титан и т.д. Также учёные проанализируют теплопроводность, электропроводность и механическое поведение материала.

Инициатором проекта по разработке отечественного аналога «скользкой» керамики является зав. лаб. нанотехнологий металлургии ТГУ Илья Жуков. Проект уже второй раз поддержан грантом РНФ в рамках Президентской программы исследовательских проектов. Соисполнителями гранта РНФ являются Нижегородский физико-технический институт и представители Санкт-Петербургского государственного технологического института.

Томские новости

После ремонта Аптекарского моста в Томске может появиться новое место для отдыха

29 февраля 2024
Томские новости

«Томскводоканал» после смены владельца хочет перейти от аренды сетей в Томске к концессии

25 марта 2024
Томские новости

В Томске столкнулись ПАЗ и ВАЗ

8 марта 2024
Томские новости

Два томских «дома за рубль» нашли потенциальных инвесторов

13 марта 2024
Томские новости

Музыка чисел. Что увидят томичи на выставке личных вещей Эдисона Денисова

22 марта 2024
Томские новости

«Ростелеком» наградил десятитысячного конвергентного абонента

29 февраля 2024
Томские новости

Мужчина отравил воду в трех колодцах после ссоры со знакомой в одном из сел Томской области

26 марта 2024
Томские новости

В Томске отметят «Масленицу по-профессорски»

6 марта 2024
Томские новости

Депутаты Томской облдумы продлили срок получения бесплатных земельных участков для семей с детьми-инвалидами

6 марта 2024