МОСКВА, 9 октября. /ТАСС/. Российские материаловеды разработали новый класс композитов на базе бора, которые совмещают в себе характеристики металлов и керамики, отличаются высокой стойкостью к действию агрессивных сред, а также обладают необычными магнитными свойствами, позволяющими использовать их для создания магнитных холодильников. Об этом сообщила пресс-служба НИТУ МИСИС.
"Работы в этом направлении ранее в России не проводились. Учитывая сравнительно низкую себестоимость боридной керамики на базе железа и алюминия и высокую производительность метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, материал может применяться в системах магнитного охлаждения и аккумулирования энергии, а также в технике, работающей при криогенных температурах", - пояснил профессор НИТУ МИСИС (Москва) Евгений Левашов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Разработанные учеными материалы представляют собой сложно устроенные структуры, похожие на максены - многослойные наноматериалы, чьи прослойки состоят из множества соединенных друг с другом атомов металлов, углерода и одного из элементов с сильными окисляющими свойствами. Синтез максенов и их аналогов на базе бора обычно требует дорогостоящего оборудования и массу времени, что значительно ограничивает их массовое производство и применение при производстве.
Российские ученые обнаружили, что керамические материалы с необычными магнитными свойствами, состоящие из чередующихся прослоек бора, алюминия и железа, можно достаточно просто получить при помощи методики самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. В ее рамках смесь из порошкообразных исходных компонентов перемалывается в шаровой мельнице, что приводит к запуску сверхбыстрой и очень мощной реакции, сопровождающейся выделением больших количеств энергии.
В результате этого в смеси порошков из алюминия, бора и железа возникает набор из множества мельчайших частиц многослойного наноматериала, который может менять температуру под действием магнитного поля в широком диапазоне температур, близких к комнатной. Это свойство, так называемый магнитокалорический эффект, позволяет использовать эти материалы для создания магнитных холодильных установок, а также решения других задач, где необходимо контролировать температуру окружающей среды.
По словам исследователей, созданные ими соединения бора могут еще применяться и в качестве термобарьерного покрытия в высокотемпературных средах для защиты других материалов от теплового удара и окисления, а также как катализатор для синтеза аммиака или для поглощения нейтронов в ядерных реакторах или высокочастотных волн в электротехнических приборах. Это значительно расширяет практическую применимость этого керамического материала, подытожили ученые.