Челябинские ученые нашли перспективные составы новых высокоэнтропийных сплавов
Ученые ЮУрГУ добавили к металлам подгруппы железа благородные металлы и получили сплавы, которые практически не подвержены коррозионным разрушениям. Полученные материалы с уникальными характеристиками могут защищать разного вида технику, в том числе, и космическую.
Челябинские материаловеды исследуют свойства перспективных составов высокоэнтропийных сплавов, совмещая элементы периодической таблицы Менделеева. Концепция подразумевает, что в составе должно содержаться более пяти элементов в равных количествах. Это позволяет пробовать разные комбинации металлов и прогнозировать свойства получаемых составов. Ученые европейских стран и Китая уже более 20 лет занимаются высокоэнтропийными сплавами, в то время как Россия только сейчас становится на путь научных открытий в этой области.
Исследователей из Челябинска заинтересовала возможность легировать сплавы на основе металлов подгруппы железа (AlCoCrFeNi) благородными металлами, к которым относятзолото, серебро, платину. Ученые за один год уже пришли к успешному результату – ряд полученных составов показывают превосходные характеристики. Когда к металлам добавили золото, изделие показало коррозионную стойкость, то есть осталось таким же после погружения в серную кислоту. А при взаимодействии металлов с платиной опытный образец приобрел жаростойкость. С материалом ничего не произошло в течение 150 часов при температурах 1000 – 1100 °С.
Полученные сплавы могут использоваться в качестве защитных металлических покрытий. Это важно при добыче нефти, когда выделяется большое количество сернистых газов. Также защитные покрытия наносят на двигатели самолетов и космическую технику, чтобы металл выдержал воздействие высоких температур.
В Челябинске развивается направление высокоэнтропийных материалов. Работы по поиску коррозионностойких сплавов выполняет группа из трех исследователей. Ольга Самойлова, старший научный сотрудник кафедры «Материаловедение и физико-химия материалы» ЮУрГУ, руководит проектом.
«Мы предоставили отчет по благородным металлам. Теперь от нас ждут результаты исследования по тугоплавким металлам (вольфрам, молибден, тантал) в соединении с металлами подгруппы железа. Сейчас тестируются их свойства, – комментирует состояние проекта Ольга Самойлова. – Мы рассматриваем жаростойкие составы как часть термобарьерных покрытий. Полученные сплавы могут заменить существующие материалы. Они такие же по стоимости, но обладают улучшенными характеристиками».
Исследование поисковое – ученые тратят много времени на сочетание составов, которые до этого не пробовали ни в европейских странах, ни в Китае. Материаловеды ЮУрГУ выступают в роли первооткрывателей, действия которых уже приносят интересные научные открытия.
Фундаментальные исследования ведутся в сотрудничестве с Российским научным фондом.