Исследователи Университета МИСИС предложили новую технологию нанесения защитного покрытия на объекты морской и прибрежной инфраструктуры, а также на детали промышленного оборудования, работающего в условиях повышенной влажности. Ученые выяснили, что наилучшую коррозионную стойкость обеспечивает нанесение высокоэнтропийных покрытий методом электроискрового легирования.
При постоянном контакте с водой любой сплав окисляется. Даже нержавеющие стали не всегда выдерживают такие условия: поверхность повреждается при трении и под воздействием морской соли.
«Одна из ключевых задач Университета МИСИС как признанного лидера в области материаловедения — обеспечить создание материалов с сочетанием свойств, необходимых для их практического применения в производстве. Новая технология нанесения защитного покрытия, разработанная исследователями НИТУ МИСИС под руководством одного из ведущих материаловедов России и мира, доктора физико-математических наук, профессора Дмитрия Штанского может использоваться промышленными компаниями для защиты объектов морской и прибрежной инфраструктуры», — сказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.
Чтобы повысить срок службы изделий, соприкасающихся с коррозионной средой, ученые НИТУ МИСИС предложили наносить на них методом электроискрового легирования аморфное покрытие на основе высокоэнтропийного сплава с добавлением бора.
Кандидат технических наук Константин Купцов, старший научный сотрудник научно-учебного центра самораспространяющегося высокотемпературного синтеза МИСИС-ИСМАН объясняет: «Аморфная структура — это состояние вещества, при котором атомы расположены произвольно, без четкой кристаллической решетки. Такой беспорядок делает материал более стойким к коррозии, потому что агрессивная среда не может с легкостью проникнуть в его структуру. Мы получили материал, по характеристикам соответствующий нержавеющей стали, но до четырех раз тверже. Покрытия могут увеличить срок службы изделий, работающих в условиях морской воды — это насосные системы, импеллеры, клапаны, валы и так далее. Благодаря этому предприятия в перспективе снизят затраты на техническое обслуживание и ремонт».
Свойства и структуру покрытия можно настраивать, комбинируя состав и условия постобработки. В одном случае его делают прочным и стойким к коррозии — такое покрытие хорошо подходит для деталей, которые постоянно работают в воде. В другом — особенно твердым, чтобы лучше защищать от трения и износа. Результаты опубликованы в научных журналах Materials Today Communications (Q1) и Journal of Alloys and Compounds (Q1).
«Создание высокоэнтропийных материалов, в том числе аморфных — перспективное направление современного материаловедения. Они отличаются твердостью и эффективно противостоят износу, коррозии и воздействия агрессивных сред — химических, таких как морская соль, атмосферных и температурных», — поделился Дмитрий Штанский, профессор кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий, директор НИЦ «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС.
Исследование проведено при поддержке Российского научного фонда.