Основная проблема современных жаропрочных сплавов — потеря прочности и активное окисление при длительном нагреве, что ведет к риску аварий и необходимости частой замены деталей. В Минобрнауки РФ рассказали, что коллектив исследователей из научно-исследовательского центра «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС нашел эффективное решение, усилив перспективный высокоэнтропийный сплав наночастицами оксида алюминия. Эти частицы размером в несколько десятков нанометров, равномерно распределяясь в структуре, создают барьер для проникновения кислорода — главной причины разрушения металлов при высоких температурах.
Одним из самых перспективных материалов считается высокоэнтропийный сплав, состоящий, как правило, из пяти и более металлов, концентрация которых находится в интервале от 5 до 35 ат. %. Такое сочетание создает особую микроструктуру, благодаря которой сплавы отличаются высокой твердостью и стабильностью при нагреве. Однако даже они могут разрушаться из-за трещин и окисления при длительной работе.
Предложенная технология модификации устраняет этот недостаток. Результаты испытаний показали впечатляющий эффект: прочность нового композита выросла на 29%, твердость — на 27%, а скорость окисления при нагреве до 750 °C снизилась в два раза. При этом материал сохраняет пластичность даже после длительного термического воздействия, не теряя целостности при механических нагрузках.
Как пояснил инженер проекта Умеджон Нарзуллоев, наночастицы играют роль микроскопических крепежей, скрепляющих кристаллические зерна структуры и замедляющих диффузию атомов кислорода. Это предотвращает образование и рост микротрещин, обеспечивая уникальное сочетание прочности, термостойкости и долговечности. Разработка уже вызвала интерес для применения в изготовлении деталей турбин, компрессоров, клапанов двигателей, а также критических элементов электротехнического оборудования.
Ранее российские ученые создали новый эффективный материал для хранения водорода.
