Ученым лаборатории перспективных технологий Томского научного центра СО РАН удалось создать технологию, позволяющую в едином вакуумном цикле синтезировать поверхностный сплав «никель-алюминий», износостойкость которого почти в три раза выше по сравнению с исходной стальной подложкой.

«Интерметаллическое соединение NiAl является востребованным в разных сферах. Этот материал сочетает в себе свойства керамики и металла, обладает высокой температурой плавления, теплопроводностью, стойкостью к окислению, высокотемпературной коррозионной стойкостью и низкой массовой плотностью. Такой материал может применяться для покрытия деталей, которые эксплуатируются при очень высоких температурах и в агрессивных средах, поэтому к ним предъявляются особые, очень высокие требования относительно их жаропрочности и износостойкости.

Например, это турбинные лопатки авиационных двигателей, направляющие лопаток промышленных паровых турбин, тепловыделяющие элементы и системы охлаждения ядерных реакторов», — рассказал заведующий лабораторией перспективных технологий ТНЦ СО РАН кандидат технических наук Андрей Вениаминович Соловьев.

Исследователи из ТНЦ СО РАН совместно со специалистами Института сильноточной электроники СО РАН предложили качественно новый подход к синтезу покрытий «никель-алюминий» — путем формирования поверхностного сплава. Такой подход позволяет синтезировать даже заданные фазы, то есть получать покрытие с оптимальным набором свойств. Для формирования нужного соединения использовалась электронно-пучковая машина, созданная специалистами ИСЭ СО РАН. Синтез поверхностного NiAl сплава с помощью низкоэнергетического сильноточного электронного пучка микросекундной длительности позволил добиться высоких адгезионных свойств.

Успешному процессу синтеза поверхностного сплава «никель-алюминий» предшествовали работы по моделированию этого процесса с использованием авторских программных комплексов. В настоящее время научный коллектив лаборатории развивает этот метод и для других перспективных материалов — например, сплава «хром-цирконий», который применяется и в ядерной отрасли.

Пресс-служба ТНЦ СО РАН