Ученые из Санкт-Петербургского государственного морского технического университета и Сколковского института науки и технологий предложили серию сплавов из ниобия, молибдена, тантала и ванадия в разных концентрациях. Элементы подбирали так, чтобы получившийся материал обладал высокой температурой плавления (более 2000°C), мог функционировать при 1200°C и поддаваться давлению при комнатной температуре. Именно такие сплавы востребованы для авиационной, космической и энергетической промышленности.
Исследователи синтезировали сплавы с помощью вакуумно-дугового переплава и деформировали их с помощью холодной прокатки. Четыре сплава выдержали эксперимент, другие — разрушились. Далее материалы поместили в установку с температурой от комнатной (22°C) до 1000°C, там сплавы подвергались растяжению.
Самым прочным оказался материал, который состоял из ниобия, молибдена, тантала и ванадия в соотношении 85:5:5:5. При комнатной температуре он выдержал давление около 450 мПа. Перед разрывом материал растянулся на 39% — это говорит о высокой пластичности. Образцы, где было больше тантала (10−15%), были в 4−6 раз менее гибкими. При нагревании до 1000°C сплав с пропорциями 85:5:5:5 сохранил 60% своей прочности — это превосходит большинство известных металлов. Но при этом у материала появилось множество трещин из-за нагревания и окисления, пластичность снизилась до 6%.
Специалисты подытожили: полученный сплав сочетает в себе высокую прочность и пластичность в большом диапазоне температур. Он показал уникальную устойчивость при нагревании, превзошел промышленные тугоплавкие и ранее известные сплавы. Создание такого материала дает перспективы для разработки новых материалов для авиационных двигателей и энергетики.
Ранее Наука Mail рассказывала о технологии эффективного извлечения тантала из отходов.