​Ученые из Томского политехнического университета (ТПУ) усовершенствовали процесс легирования (улучшения свойств металла за счет примесей), что позволяет не только повысить износостойкость материалов, но и придавать им качественно новые характеристики – это востребовано в высокотехнологичных производствах, науке и энергетике. Результаты исследования опубликованы в "Surface and Coatings Technology".

По словам ученых ТПУ, сегодня традиционные методы легирования исчерпали свой технологический потенциал. Для изготовления материалов с улучшенными свойствами все чаще прибегают к воздействию на металл пучками заряженных частиц, потоками плазмы и лазерным излучением.

Ионная имплантация (ионное легирование) – один из таких методов, который позволяет изменять элементный состав, микроструктуру и морфологию поверхностных слоев, определяющих такие свойства материалов, как износостойкость, коррозионная стойкость и другие.

Томские ученые разработали новый способ ионной имплантации, кардинально расширяющий возможности применения этого метода в промышленности. Так, по словам руководителя исследований, заведующего лабораторией высокоинтенсивной ионной имплантации ТПУ Александра Рябчикова, в экспериментальных условиях удалось повысить износостойкость нержавеющей стали более, чем в сто раз.

Кроме того, с помощью этой технологии можно создавать детали и изделия с заданными специфическими свойствами поверхности. К примеру, при ионном легировании циркония титаном формируется барьерный слой, препятствующий проникновению водорода, что может быть применено для увеличения срока и повышения безопасности эксплуатации ядерных топливных элементов.

Применение ионной имплантации в промышленных масштабах сегодня сдерживается малой толщиной формируемых ионно-легированных слоев. Решение этой проблемы за счет увеличения кинетической энергии потока ионов требует использования больших ускорителей, что экономически нецелесообразно.

"Предложенный нами способ увеличения глубины проникновения ионов в материал заключается в усилении радиационно-стимулированной диффузии пучками ионов очень высокой плотности, на 2–3 порядка превосходящими используемые в традиционной ионной имплантации", - рассказал Александр Рябчиков.

Полученные лабораторией результаты подтверждают возможность создания легированного поверхностного слоя глубиной до нескольких сотен микрометров, в то время как результаты других методов ионного легирования достигают глубины лишь в десятки и сотни нанометров.

Авторы исследования полагают, что развитие метода высокоинтенсивной имплантации ионов с низкой энергией может произвести революцию в технологиях улучшения свойств материалов. Дальнейшие исследования в этом направлении в перспективе позволят удешевить применение этой технологии и повысить качество продукции. Работа ученых ТПУ поддержана грантом Российского Научного Фонда.

С 26 по 30 августа 2019 года на базе Томского политехнического университета проходит международная конференция по модифицированию поверхности материалов ионными пучками (SMMIB-2019), в которой принимают участие более 150 делегатов из 22 стран. Крупнейшее в своей области научное событие впервые проводится в России и собрало ведущих ученых из Германии, Китая, США, Японии, Франции.

Источники

Томские ученые знают, как улучшить характеристики стали в 100 раз
ИА Красная весна (rossaprimavera.ru), 30/08/2019
Российские ученые нашли способ повысить износостойкость стали "более, чем в 100 раз"
Hightech.fm, 30/08/2019
Ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз - новости на сегодня 30.08.2019
News2world.net, 30/08/2019
Ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
365 дней (365news.biz), 30/08/2019
Ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
РИА Новости, 30/08/2019
Ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Новости РУ (новости-ру.рф), 30/08/2019
Ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Томский политехнический университет (tpu.ru), 30/08/2019
Скоро наши власти будут закупать иголки-булавки за бугром из в 100 раз более износостойкой стали
livejournal.com, 30/08/2019
Российские ученые нашли способ повысить износостойкость стали "более, чем в 100 раз"
livejournal.com, 30/08/2019
Томские ученые научились повышать износостойкость стали в 100 раз
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 31/08/2019
Российские ученые нашли способ улучшить свойства стали в сто раз
123ru.net, 30/08/2019
Ученые придумали, как улучшить свойства стали в сто раз
Российский фонд фундаментальных исследований (rfbr.ru), 03/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Newstes.ru, 04/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
СupofNews.ru, 04/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Южный федеральный (u-f.ru), 04/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Xoroshiy.ru, 04/09/2019
Российские ученые увеличили износостойкость стали в 100 раз
livejournal.com, 05/09/2019
Российские ученые увеличили износостойкость стали в 100 раз
Хайтек+ (hightech.plus), 05/09/2019
Российские ученые увеличили износостойкость стали в 100 раз
Seldon.News (news.myseldon.com), 05/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
24hitech (24hitech.ru), 07/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Topblognews.ru, 07/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
ToCrypto (tocrypto.ru), 07/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Blog.sololaki.ru, 07/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Orion-int.ru, 06/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
NovaTor (novator.io), 06/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Hi-News.ru, 06/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
TmBW.Ru, 06/09/2019
В России ученые увеличили износостойкость стали в 100 раз
RuNews24 (runews24.ru), 06/09/2019
В России ученые увеличили износостойкость стали в 100 раз
Seldon.News (news.myseldon.com), 06/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Novanews (novanews.com.ua), 06/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Наука и техника (naucaitechnika.ru), 08/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Обозрение Тольятти (progressmedia.ru), 08/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Земля. Хроники жизни (earth-chronicles.ru), 08/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Mirtesen.sputnik.ru, 08/09/2019
Российские ученые увеличили износостойкость стали в 100 раз
Nanonewsnet.ru, 08/09/2019
Найден способ улучшения свойств стали в 100 раз
Goroday (goroday.ru), 07/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
RoadNice.ru, 07/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Discusnews.ru (discusnews.ru), 07/09/2019
Специалисты увеличили износостойкость металлов в 100 раз
ИА Ореанда-Новости, 07/09/2019
Специалисты увеличили износостойкость металлов в 100 раз
Seldon.News (news.myseldon.com), 07/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Око планеты (oko-planet.su), 07/09/2019
В ТПУ усовершенствовали процесс легирования металлов
Научная Россия (scientificrussia.ru), 10/09/2019
В ТПУ усовершенствовали процесс легирования металлов
Научный портал MSAU.RU, 12/09/2019
Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз
Город финансов (gorodfinansov.ru), 11/09/2019

Похожие новости

  • 25/10/2016

    Томские ученые создадут первый в РФ томограф для изучения сложнейших объектов

    ​Ученые Томского политехнического университета выиграли конкурс Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы".
    1768
  • 25/09/2019

    Ученые ТГУ нашли новые пульсации в пламени «горелки» для тяжелого топлива

    Исследования нового устройства, созданного в Институте теплофизики Сибирского отделения Российской академии наук и предназначенного для бессажевого сжигания тяжёлого углеводородного топлива с паровой газификацией, провели на механико-математическом факультете.
    349
  • 21/06/2019

    Томские ученые создали новый сплав с памятью формы, который превзошел никелид титана

    ​Ученые лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ в рамках совместного гранта РНФ и Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG) разработали новый сплав с памятью формы. По функциональным характеристикам он превосходит никелид титана – лидера среди материалов, способных восстанавливать свою форму при нагреве после высоких внешних нагрузок.
    375
  • 29/06/2018

    Как ученые ТПУ помогают искать жизнь во Вселенной

    ​Исследование межзвездной среды, поиск экзопланет, изучение Солнечной системы - все это происходит в основном в лабораториях, где обрабатываются данные с межпланетных космических станций или мощных телескопов.
    666
  • 31/05/2016

    До конца 2018 года ТПУ завершит создание Научного парка

    ​Первая очередь Научного парка, открытая к 120-летнему юбилею Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ) стала, вероятно, самым весомым и ценным подарком вуза университетской элите, студентам, аспирантам и всем тем, кто не мыслит себя сегодня вне науки.
    1915
  • 24/10/2016

    Лазер томских ученых может служить медикам и «оборонщикам»

    Ученые ФИТ ТГУ создали лазерную систему генератор-усилительна парах стронция с большим набором длин волн и возможностью их селективного выделения. Благодаря этому установка может найти применение в разных областях – от медицины до оборонно-промышленного комплекса.
    1287
  • 27/04/2018

    Томские ученые нашли способ обработки циркониевой керамики

    ​Ученые из Томского политехнического университета нашли способ обработки циркониевой керамики, который сохраняет ее прочность. Об этом рассказал ведущий научный сотрудник Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Гынгазов.
    638
  • 16/09/2019

    Томские ученые намерены доставить на МКС безотходную теплицу

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) планируют до конца 2022 года отправить на международную космическую станцию свои разработки - 3D-принтер для печати инструмента космонавтов, безотходную теплицу и устройства для защиты иллюминаторов от метеоритов - для их испытания в космических условиях, сообщил ТАСС директор Института физики высоких технологий ТПУ Алексей Яковлев.
    180
  • 14/02/2017

    Томский ученый Илья Романченко - о физике и разработках

    ​​​Томский физик Илья Романченко получил премию президента в области науки и инноваций для молодых ученых за 2016 год. В интервью РИА Томск он рассказал о том, как его работа может помочь в борьбе против раковых клеток и террористов, почему в физике недостаточно просто выучить формулы, а также на что он собирается потратить 2,5 миллиона рублей.
    3490
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    303