Износостойкие и коррозионностойкие материалы и покрытия на основе высокоэнтропийных объемных металлических стекол разработали в Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ (НГТУ НЭТИ). Они могут применяться в самых разных областях: от космических полетов до создания новых медицинских аппаратов. Подобные покрытия и материалы отличаются высокой устойчивостью к экстремальным условиям, таким как агрессивная внешняя среда и большие перепады температур. В основе разработки ― так называемый энтропийный подход.
«Классические сплавы, широко распространенные в промышленности, обычно состоят из одного или двух основных химических элементов с небольшими добавками легирующих компонентов, которые улучшают их свойства. В последние два десятилетия в материаловедении активно исследуются высокоэнтропийные сплавы. В отличие от традиционных, они содержат пять и более элементов, смешанных в примерно равных пропорциях, что резко увеличивает конфигурационную энтропию материала и приводит к уникальным свойствам. Среди высокоэнтропийных сплавов особый интерес представляют металлические стекла ― материалы, способные при высокоскоростном охлаждении витрифицироваться, то есть приобретать стеклоподобную структуру вместо кристаллической. Этим материалам посвящена научная работа аспиранта кафедры материаловедения в машиностроении механико-технологического факультета Игоря Насенника», ― рассказал корреспонденту «Научной России» заведующий научно-исследовательской лабораторией физико-химических технологий и функциональных материалов, профессор кафедры материаловедения в машиностроении НГТУ НЭТИ Иван Анатольевич Батаев.
В отличие от кристаллических материалов, обычно используемых в микромеханических системах, металлические стекла, по сути, обладают отсутствием каких-либо дефектов, что положительно влияет на свойства конечного продукта, значительно увеличивая его коррозионную стойкость, прочность и износостойкость. Именно поэтому их все чаще стараются применять для корректной работы микромеханических систем, таких, например, как маленькие шестеренки, подвергающиеся высоким нагрузкам.
За год работы ученые НГТУ НЭТИ успели с помощью специальных методов исследовать структуру, свойства и «поведение» новых материалов. Проведя рентгенофазовый анализ для подтверждения разупорядоченного состояния материала, эксперты оценили микротвердость, провели испытания на износостойкость для получения коэффициента трения материала и величины объемного износа.
В дальнейших планах специалистов ― конструирование и изготовление оснастки, позволяющей получить зубчатые колеса для микромеханических устройств, и проведение испытания материала в близких к реальным условиях.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Фото: kran77 / 123RF
