В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ (НГТУ НЭТИ) созданы износостойкие и коррозионностойкие материалы и покрытия, использующие высокоэнтропийные объемные металлические стекла. Они применимы в широком спектре сфер, начиная от космических миссий и заканчивая разработкой инновационного медицинского оборудования. Эти материалы и покрытия характеризуются повышенной устойчивостью к воздействию неблагоприятных факторов, включая агрессивные среды и значительные колебания температуры. В качестве основы для разработки использован энтропийный подход.
«Широко используемые в промышленности классические сплавы, как правило, состоят из одного или двух основных химических элементов с незначительными добавками легирующих компонентов, призванных улучшить их характеристики. За последние двадцать лет в области материаловедения активно изучаются высокоэнтропийные сплавы. В отличие от традиционных сплавов, они включают пять и более элементов, смешанных примерно в равных пропорциях, что значительно увеличивает конфигурационную энтропию материала и обуславливает появление уникальных свойств. Среди высокоэнтропийных сплавов особое внимание привлекают металлические стекла – материалы, которые при быстром охлаждении способны витрифицироваться, то есть приобретать стеклоподобную структуру вместо кристаллической. Данной теме посвящена научная работа аспиранта кафедры материаловедения в машиностроении механико-технологического факультета Игоря Насенника», – сообщил корреспонденту «Научной России» заведующий научно-исследовательской лабораторией физико-химических технологий и функциональных материалов, профессор кафедры материаловедения в машиностроении НГТУ НЭТИ Иван Анатольевич Батаев.
Металлические стекла, в отличие от кристаллических материалов, традиционно используемых в микромеханических системах, характеризуются отсутствием дефектов. Это свойство оказывает благоприятное воздействие на характеристики готового изделия, повышая коррозионную стойкость, прочность и износостойкость. В связи с этим, металлические стекла все активнее внедряются в микромеханические системы, например, для изготовления миниатюрных шестеренок, работающих в условиях высоких нагрузок.
За год работы ученые НГТУ НЭТИ применили специальные методы для изучения структуры, свойств и характеристик новых материалов. Для подтверждения неупорядоченной структуры материала был проведен рентгенофазовый анализ, после чего эксперты оценили его микротвердость и провели испытания на износостойкость с целью определения коэффициента трения и величины объемного износа.
Специалисты планируют разработать и изготовить оснастку для получения зубчатых колес, предназначенных для микромеханических устройств, а также провести испытания материала в условиях, максимально приближенных к реальным.
Новость создана при содействии Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
Фото: kran77 / 123RF