Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали уникальный метод получения металломатричных композитов высокой твердости. Новый подход позволяет создавать материалы, которые в четыре раза тверже аналогов, что открывает перспективы для их применения в авиационной и автомобильной промышленности.
Металломатричные композиты с алюминиевой матрицей сегодня широко используются в авиационной и автомобильной промышленности благодаря их легкости, прочности и устойчивости к коррозии. Однако традиционные методы производства таких материалов (ex-situ) часто приводят к снижению их физико-механических свойств из-за образования пористости и рекристаллизации.
Ученые ТПУ предложили инновационный подход, основанный на технологии in-situ, которая позволяет совмещать металлическую матрицу и керамический армирующий компонент в едином процессе. Это исключает образование пор и обеспечивает равномерное распределение микро- и наноразмерных частиц карбидов вольфрама, кремния и бора в алюминиевой матрице.
«Уникальность нашего метода заключается в том, что армирующие частицы внедряются в металлическую матрицу в процессе обработки импульсной плазмой дугового разряда. Это обеспечивает высокую степень уплотнения (до 99%) и улучшенные механические свойства», — поясняет доцент ТПУ Дмитрий Никитин.
Испытания показали, что новые композиты обладают твердостью в диапазоне 103-215 HV, что в четыре раза выше, чем у аналогов (47-62 HV). Это делает их перспективными для использования в производстве тормозных дисков, поршней, а также элементов авиационных конструкций.
Разработка ученых ТПУ открывает новые возможности для создания высокоэффективных композитных материалов, которые могут быть использованы в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Результаты исследования опубликованы в журнале *Ceramics International* (Q1, IF: 5,1) и поддержаны грантом Российского научного фонда.
Источник: naked-science.ru
Фото: Пресс-служба ТПУ
