стань автором. присоединяйся к сообществу!
Лого Сделано у нас
44
termometrix 23 января 2025, 19:00 389

Создан сверхстойкий материал для атомной и аэрокосмической отраслей

Следи за успехами России в Телеграм @sdelanounas_ru

 © scientificrussia.ru

Ученые Университета МИСИС представили новый керамический материал с высокой прочностью и максимальной устойчивостью к окислению, на основе которого в перспективе можно создавать надежные защитные покрытия и детали для атомной, аэрокосмической и автомобильной промышленностей. Добавление титана и циркония способствовало упрочнению базового материала и повышению его стойкости к высокотемпературному окислению на 83%. Усовершенствованные образцы лучше сопротивляются разрушению в экстремальной среде и наиболее эффективны при изготовлении элементов, где легкий вес имеет решающее значение.

Высокоэнтропийные материалы — это особый вид соединений, состоящий из нескольких разных элементов (обычно более пяти), смешанных в равных пропорциях. К ним относятся различные соединения, например, оксиды, бориды, карбиды, нитриды и карбонитриды. Они обладают отличными механическими свойствами, устойчивостью к химическим воздействиям, нагреву, окислению и радиации, что делает их перспективными материалами для применения в современных технологиях.

«Наилучшими характеристиками по сравнению с другими видами керамики обладают высокоэнтропийные карбонитриды. Они прочные за счет небольшого размера зерен и особенной структуры, а также хорошо сопротивляются разрушающему воздействию тепла и кислорода. Тем не менее механизмы, контролирующие процессы их окисления, до сих пор остаются недостаточно изученными. Наша задача — детально исследовать их и предложить готовые решения для промышленности», — отметил к.т.н. Дмитрий Московских, директор НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ МИСИС.

Чтобы улучшить стойкость материала к окислению, ученые НИТУ МИСИС добавили в состав тугоплавкие цирконий и титан. Комбинируя различные методы обработки, исследователи получили высокоэнтропийный карбонитрид (Hf,Ta,Nb,Zr,Ti)(C,N). Усовершенствованные образцы отличались высокой прочностью и плотностью. Добавки помогли значительно улучшить стойкость к высокотемпературному окислению: до модификации удельный прирост массы составлял 93 мг/см2, после добавления комбинации титана и циркониям он снизился на 83%. Введение азота в решетку высокоэнтропийного карбида снизило удельный прирост массы при окислении на 12%. Такие результаты подчеркивают потенциал материалов для применения в тех областях, где снижение веса имеет решающее значение.

«Добавки уплотнили оксидный слой, образующийся в процессе окисления, что усиливает его барьерную функцию и уменьшает количество дефектов. Более плотная структура защищает образцы от проникновения кислорода внутрь и, следовательно, предотвращает дальнейшее окисление. Улучшенные материалы могут выдерживать экстремальную температуру, что делает их перспективными для износостойких элементов, в том числе турбин и выхлопных систем, где термическая стабильность имеет решающее значение», — рассказала к.т.н. Вероника Суворова, научный сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические материалы» НИТУ МИСИС.

Кроме того, добавление титана и циркония позволило повысить температуру окисления с 1005 °C до 1240 °C.

Поддержи проект "Сделано у нас": подпишись на Дзен-Премиум. Все собранные деньги пойдут исключительно на развитие и продвижение проекта
Другие сервисы:
Sponsr: https://sponsr.ru/sdelanounas/
Boosty: https://boosty.to/sdelanounas
Подробнее о том зачем нужно поеддерживать проект в моей статье на Дзен

  • 2
    Clausson Clausson
    24.01.2500:40:55

    в том числе турбин и выхлопных систем, где термическая стабильность имеет решающее значение

    Вот вот!

    Прям с первых предложений вспомнился что-то двигатель Ванкеля, который так упорно пытались сделать надежным японцы, и над которым 30 лет бился ВАЗ. Сейчас двигатель заброшен всеми ибо до сих пор не было достаточно стойкого конструкционного материала, который бы не стоил как бриллианты в порту Амстердама.

    Интересно, есть надежда что о нем вспомнят на новых конструкционных материалах*?

    *Каждая технологическая революция дает миру новые материалы. Что ж, нас угораздило жить прямо в посреди эпохи перемен.

    Отредактировано: Clausson~00:41 24.01.25
    • 1
      shigorin shigorin
      24.01.2518:37:02

      А мне -- «украденный у таки зятя очередного Трампа» гиперзвук. :]

      • 4
        Clausson Clausson
        24.01.2519:13:41

        — Почему у США нет гиперзвуковой ракеты?

        — Потому что русские ее у нас украли!

        • 4
          Roman Wyrzykowski Roman Wyrzykowski
          24.01.2520:07:46

          Вместе с мозгами    

        • 0
          Нет аватара termometrix
          25.01.2509:12:41

          В значительной степени этот вид оружия используется для сдерживания сил, то есть в оборонительных целях.На мой вгляд, оно имеет асимметричное значение.

          Американские силы компенсируют это широким географическим присутствием по всему миру и огромной ударной военно-морской армадой.Однако американцы привыкли быть на первом месте по всем показателям. Это вопрос чуть ли не «уязвленной» национальной гордости.

          США привыкли всегда и только они быть первооткрывателями и пионерами в науке, технике,искусстве,везде.

          Отредактировано: termometrix~09:14 25.01.25
          • 2
            Clausson Clausson
            25.01.2514:07:14

            И это, надо сказать, хорошая привычка.

            Дух пионерства не чужд и нам. Вот только постоянно, на протяжение всей истории возникали какие-то «обстоятельства». Изначально у нас сложилась иная, чем у англосаксов, культура предпринимательства и науки. Не хотелось бы углубляться в оценочные рассуждения, но кое-что перенять у них было бы точно неплохо. А переняв, избегать ошибок которых у них тоже достаточно.

            И первая из их ошибок это по сути уничтоженное собственное среднее образование или крайне жалкая система подготовки собственных кадров. Да, пока доллар обладает глобальной силой они все нужные им кадры купят. В том числе, увы и у нас.

            И это первый урок. Создать условия жизни, творчества, самореализации в нашей стране такими привлекательными, что бы ученые мечтали работать в наших институтах, а инженеры всех стран мира в наших КБ.

            Как бы я хотел, что бы «Резервным фондом Российской Федерации» стали не счета в западных банках, а счета на развитие науки и счета на привлечение нужных специалистов. То есть что бы фонд был не новоколониальным налогом, а действительным и работающим фондом развития ради будущих поколений.

            Что бы Российской Академии наук стала не привилегированным местом работы, а престижным клубом.

            Скажите это нереально? Всё «нереальное» только в нашей голове.

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,