Лет 15 назад все сходили с ума по нанотрубкам. Нанотрубки то, нанотрубки сё. Всюду их пихай – получишь неземные результаты. Однако с пихаемостью нанотрубок прям во всё были и есть некоторые проблемы.
Вот, например, углеродные нанотрубки. Вещь сама по себе замечательная. Прочность на разрыв около 50 ГПа, на два порядка выше, чем у многих конструкционных сталей. Конечно, саму сталь нанотрубками заменить нельзя. Но как было бы здорово в саму сталь эти нанотрубки насыпать, чтобы получить прочный композит.
Казалось бы, бери да сыпь, но как раз с этим и возникают проблемы. Представим, что мы решаем задачу в лоб: взяли ванну расплава, взяли порошок нанотрубок и сыпем. Температура плавления стали составляет условно 1500 °C. При такой температуре углеродная нанотрубка быстро перестанет существовать и образует с железом карбид. При таком подходе никакого упрочнения нам не светит.
Тогда мы начинаем ухищрения. Покрываем нанотрубки какими-нибудь оксидными слоями, которые могли бы контролируемо раствориться и обеспечить формирование надёжной сцепки со сталью. Но подход этот непроизводительный и не слишком технологичный.
Кроме того, равномерно распределить все эти трубки по всему объёму ванны расплава, чтобы они не образовывали агломератов, – тоже задача с большой-большой звёздочкой.
Обе эти проблемы: высокая температура и равномерное распределение – могут быть решены, если мы переместимся в домен порошковой металлургии. Нанотрубки можно заранее равномерно перемешать с порошком того или иного состава, а затем спечь его. При спекании, как правило, перегревы происходят только очень-очень локально, и основная часть трубок переживает его без проблем.
В то же время это приводит к ещё большему удорожанию и без того недешёвой порошковой металлургии. Надо ли оно – вопрос.