Подобные композиты обладают широкими перспективами применения в аэрокосмической промышленности, энергетике и машиностроении

МОСКВА, 5 ноября. /ТАСС/. Российские исследователи раскрыли механизм формирования композитного материала с повышенной твердостью и износостойкостью при взаимодействии расплавов металлов и керамических материалов. Это открытие позволит создать новые материалы на базе титана, алюминия и азота, сочетающие позитивные свойства металла и керамики, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

"Получающиеся в результате этих взаимодействий материалы оказались гораздо тверже чистой меди. Спаянные расплавом зерна исходной фазы при этом также продемонстрировали повышенную твердость. Это указывает на то, что новый композит потенциально будет более устойчив к износу и деформации, чем обычные металлы, при этом обладать высокой проводимостью и коррозионной стойкостью", - говорится в сообщении.

К такому выводу пришла группа российских материаловедов под руководством профессора НИТУ МИСИС (Москва) Сергея Жевненко при изучении взаимодействий между расплавленной медью и так называемой макс-фазой. Так химики называют особые материалы на основе титана, алюминия и азота, которые обладают свойствами и металлов, и керамики и имеют сложную многослойную структуру, состоящую из наборов трех типов атомов.

Подобные материалы обладают широкими перспективами применения в аэрокосмической промышленности, энергетике и машиностроении, однако этому до настоящего времени мешало отсутствие надежных методик соединения макс-фаз с металлами, которые традиционно используются в конструкциях любой техники. Это было связано с тем, что до сих пор не до конца изучено, что происходит в месте соприкосновения этих материалов с различными расплавами.

Ученые восполнили этот пробел, для чего они проследили за тем, как расплавы меди взаимодействуют с макс-фазой на основе титана, алюминия и азота. В рамках этих опытов материаловеды сбрасывали на пластины из этого материала капли расплавленной меди при разных температурах и отслеживали их взаимодействия с помощью высокоскоростной камеры и скоростных тепловизионных измерений.

Эти замеры указали на то, что при определенной температуре и времени нагрева контакт между каплями меди и макс-фазой приводит к образованию высокопрочного композита, сочетающего в себе плюсы керамики и металла. Как отметил профессор Жевненко, понимание этого позволит создавать прочные промежуточные слои при пайке разных по природе материалов, а также синтезировать композиты с высокой прочностью, при этом обладающие высокой проводимостью и коррозионной стойкостью. 

Россия