Сотрудники Института теоретической и прикладной механики СО РАН разработали новый композитный материал, объединив титан с частицами карбида бора. Его износостойкость вдвое превышает показатели обычных титановых сплавов.
Ученые армировали титановый сплав ВТ6 керамическими частицами карбида бора — материала с рекордной твердостью. Однако главной проблемой оставались трещины при наплавлении слоев. Исследователи решили ее, создав модуль подогрева подложки до 500 градусов. Это снизило скорость охлаждения и полностью устранило дефекты.
Главная сложность при работе с керамикой — трещины. При наплавлении слоев материал растрескивался, необратимо теряя свои уникальные свойства. Мы создали специальное устройство — модуль подогрева подложки. Теперь мы можем создавать изделие при практически любом технологическом режиме установки, что позволит впервые варьировать свойства металлокерамики во время синтеза
Образцы выращивают с помощью 3D-печати: лазер расплавляет титановую основу, в ванну расплава подается порошковая смесь, и материал застывает слой за слоем. При изучении структуры ученые обнаружили тонкую прослойку между титаном и керамикой — особое тройное соединение титана, бора и углерода. Оно играет роль защитной оболочки, обеспечивая прочное сцепление без потери свойств.
Новый композит перспективен для защиты деталей летательных аппаратов, которые испытывают трение или контактируют с абразивами — пылью и песком. Материал подойдет там, где важны высокая износостойкость и низкая плотность. Сейчас ученые проверяют, образуется ли похожая прослойка в других родственных системах, чтобы выйти на управляемый синтез композитов с прогнозируемыми свойствами. Статья опубликована в журнале Surfaces and Interfaces.
Ранее Наука Mail писала о том, что ученые придумали, как продлить работу батареек в четыре раза.
