Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Сколковского института и Медуниверситета имени Пирогова впервые создали многокомпонентные карбиды и карбонитриды на металлах за один шаг методом плазмодинамического синтеза, сообщила пресс-служба Минобрнауки РФ. Проект поддержан грантом Минобрнауки России, а результаты опубликованы в International Journal of Refractory Metals and Hard Materials.
Высокоэнтропийные карбиды состоят из четырех и более металлов. Они прочные, термостойкие и востребованы в аэрокосмической технике и других устройствах для экстремальных условий. Раньше их получали многозадачным методом: измельчение, спекание, добавление карбида кремния. Такой процесс часто давал примеси и разброс свойств, а чистый продукт получить сложно.
Метод Томского политеха заключается в том, что исходные вещества помещают в канал плазмы, где высокая температура, давление и скорость формируют слой на медной пластине толщиной до 20 микрометров. Материал сохраняет чистую кубическую кристаллическую фазу без примесей. Рентгеновская дифрактометрия и тесты на твердость показали 32–35 ГПа — выше прогнозируемых значений для аналогичных составов. Покрытия сохраняют структуру при 700 °C, что делает их перспективными для использования в условиях агрессивной среды.
Мы апробировали наш метод на получении многокомпонентных карбида и карбинитридатитана, циркония, ниобия, гафния и тантала. Их синтез проходил в условиях аргоновой и азотной среды. Толщина готового материала, который образует кубическую кристаллическую фазу без примесей, достигает 20 мкм. Подобные результаты были получены впервые. Дело в том, что существующие подходы к синтезу высокоэнтропийных карбидов и карбинитридов не позволяли получить однозначные результаты из-за сложности образования многокомпонентных соединений и больших разбросов свойств готовых изделий. Наш метод позволяет напылять высокоэнтропийные керамические покрытия со стабильной кубической структурой, что обеспечивает возможность проведения их комплексных исследований.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что российские химики синтезировали органические кислоты с уникальными свойствами.
