В России представили прочные композиты для высокотехнологичных отраслей
Ученые из Университета МИСИС подтвердили, что создание эффективных и облегченных алюмоматричных композитных материалов достижимо путем применения метода селективного лазерного плавления и включения микроразмерных частиц нитрида циркония в алюминий, говорится на сайте учебного заведения.
Новаторская методика перспективна тем, что дает возможность промышленным компаниям отказаться от сложных и энергозатратных способов изготовления деталей сложного профиля, характеризующихся сочетанием низкой массы и высокой надежности. Примером служат компоненты атомных электростанций, сильно нагруженные узлы и конструктивные элементы, предназначенные для функционирования в жестких эксплуатационных режимах, включая турбодетали, судостроительные и авиастроительные корпуса.
Традиционные методы производства алюмоматричных композитов, такие как литье и порошковая металлургия, чаще всего оказываются экономически менее выгодными по сравнению с изготовлением стандартных алюминиевых сплавов. Обработка изделий, содержащих керамические частицы, представляет собой сложный и трудоемкий процесс, затрудняющий расширение производственных мощностей. Напротив, технология аддитивного производства (3D-печати) с использованием металлических порошков позволяет существенно сэкономить исходное сырье и упростить изготовление сложных форм без привлечения крупногабаритного оборудования и пресс-форм.
Исследование отечественных ученых показало, что не каждая керамическая добавка положительно влияет на качество конечного продукта. Так, частицы нитрида алюминия недостаточно хорошо взаимодействуют с жидким металлом, создавая полости, ослабляющие структуру материала. В отличие от них, нитрид циркония активно вступает в химическое взаимодействие с алюминием. Это соединение оказывает двойственный положительный эффект: оно укрепляет связь между компонентами, а также стимулирует образование твердых кристаллических структур непосредственно в самом сплаве. Именно благодаря таким свойствам изделия из алюминия становятся значительно прочнее и долговечнее, что крайне актуально для отраслей авиации и энергетики.
Ранее мы рассказали, что в России создали биосовместимый титановый сплав с эффектом сверхупругости.
