Красноярские ученые из Института физики имени Л.В. Киренского СО РАН разработали новую технологию получения алюминиевого сплава с бором. Раньше было сложно равномерно распределить бор в алюминии: из‑за плохого смачивания он собирался в комки, а это ухудшало качество сплава. Об этом порталу Наука Mail рассказала пресс-служба Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской Академии наук.
Новый метод решает эту проблему: алюминиевый расплав обрабатывают в низкочастотной плазме с добавлением фуллеренов — молекул углерода, напоминающих по форме футбольный мяч. В плазме частицы бора дробятся и уменьшаются в размере, а циркулирующие потоки расплава (возникающие из‑за перепадов температур и магнитного поля) равномерно разносят их по всему объему алюминия.
Алюминиевые сплавы с бором ценятся за легкость, прочность, устойчивость к нагреву и коррозии — их используют в авиации, машиностроении, электронике и даже в ядерных реакторах. Результаты исследования опубликованы в журнале Pramana — Journal of Physics.
Чтобы убрать оксидную пленку с поверхности алюминия, которая мешает ему соединиться с бором, ученые добавили фуллерены, особые молекулы углерода. Фуллерены восстановили алюминий, а сами окислились до углекислого газа и покинули реакционную камеру, не оставив примесей. Благодаря сочетанию порошка бора и фуллеренов в потоке плазмы удалось получить алюминиевый сплав с равномерным распределением бора по всему объему.
Главными преимуществами метода являются простота его реализации и универсальность. Плазменный метод позволяет вводить любой элемент в любой материал. Он позволяет точно дозировать легирующий элемент при его введении в материал и контролировать его распределение по глубине и по поверхности материала, что обеспечивает равномерное распределение вводимого вещества по поверхности материала. Нет проблем со сцеплением слоев, нет промежуточных загрязнений. Однако мы заметили, что с ростом содержания бора твердость сплава немного снижается. Для конструкций, где нужна максимальная прочность, это минус. Но для лигатур и многих технологических применений, это не критично. В дальнейшем мы планируем детально изучить структуру сплава и понять, как можно управлять его свойствами, меняя параметры синтеза.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что улучшена прочность токопроводящих сплавов алюминия.
