Ученые МИСИС повысили износостойкость высокоэнтропийного сплава в шесть раз

МОСКВА, 2 декабря. /ТАСС/. Ученые Университета наук и технологий МИСИС разработали новый композитный материал, износостойкость которого повышена в шесть раз благодаря добавлению в сплав наночастиц оксида алюминия. Об этом сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.

"Исследователи добавили в сплав из хрома, железа, кобальта, никеля и меди наночастицы оксида алюминия размером всего несколько десятков нанометров. Эти частицы распределяются по структуре материала и препятствуют проникновению кислорода - основного фактора разрушения при высоких температурах. Полученный материал стал прочнее на 29%, тверже на 27%, а его износостойкость увеличилась в 6 раз", - отметили в пресс-службе.

Традиционные стали и сплавы нередко теряют прочность при нагреве, что ограничивает срок их службы и повышает риск аварий. Ученые ищут альтернативы, способные объединить высокую прочность, стойкость и долговечность.

Как рассказал директор научно-исследовательского центра "Неорганические наноматериалы" НИТУ МИСИС Дмитрий Штанский, одним из самых перспективных материалов считается высокоэнтропийный сплав, состоящий, как правило, из 5 и более металлов, концентрация которых находится в интервале от 5 до 35%. Такое сочетание создает особую микроструктуру, благодаря которой сплавы отличаются высокой твердостью и стабильностью при нагреве. Однако даже они могут разрушаться из-за трещин и окисления при длительной работе.

Специалистам МИСИС удалось существенно продвинуться по пути решения этой проблемы. Улучшение свойств связано с особенностями структуры: наночастицы оксида алюминия скрепляют кристаллические зерна и замедляют движение атомов кислорода, предотвращая образование микротрещин. Такой подход позволяет сочетать высокую прочность и пластичность.

Новый композит, по мнению его создателей, может найти применение при изготовлении элементов, которые подвергаются высоким нагрузкам и температурным перепадам: деталей турбин и компрессоров, клапанов двигателей, сопловых элементов, защитных покрытий, а также контактных поверхностей электротехнического оборудования. Работа выполнена при поддержке гранта Минобрнауки РФ, результаты опубликованы в научном журнале Journal of Alloys and Compounds.