​Ученые Томского политехнического университета и Института сильноточной электроники СО РАН разработали метод нанесения на металлы износостойких покрытий с их последующим вплавлением в подложку. Такие модифицированные материалы, благодаря сочетанию легкости, коррозийной стойкости и прочности, могут использоваться в машиностроении, авиа- и космостроении.

«Эти металлы обладают малым весом, хорошей коррозионной стойкостью. Для использования в авиа- и космостроении необходимо только модифицировать их прочностные и трибологические свойства: увеличить твердость и износостойкость»,— поясняет магистрант кафедры наноматериалов и нанотехнологий ТПУ Мария Рыгина.

В качестве покрытия политехники используют титан, нитрид титана и силумин, содержащий 25% кремния. Особенность разработанной методики заключается в том, что покрытие не просто напыляется на подложку, а вплавляется в нее при помощи интенсивного импульсного электронного пучка. Экспериментальные исследования показали, что в результате практически в шесть раз возрастает твердость металла и в три раза — износостойкость.

«Мировые эксперты в области материаловедения отмечают, что сейчас главная проблема — это адгезия (то есть сцепление) покрытия и подложки. Если покрытие просто напыляется, то оно и легко снимается. Зарубежные научные коллективы ищут решение этой проблемы в формировании многослойных покрытий. Однако процесс послойного напыления происходит длительное время. Мы предлагаем вплавлять покрытие в подложку: на это уходят микросекунды, а адгезия существенно повышается», — говорит научный руководитель проекта, профессор кафедры наноматериалов и нанотехнологий ТПУ Юрий Иванов.

Формировать покрытия таким методом позволяют специальные электронно-ионно-плазменные установки, созданные учеными ИСЭ СО РАН и ТПУ. Как отмечают разработчики, такие установки уникальны, их томские ученые поставляют в Японию, Китай, Канаду.

По словам Марии Рыгиной, из модифицированных металлов могут быть изготовлены детали внутренних механизмов космических аппаратов: именно они подвергаются наибольшему износу. А уже сейчас этот метод используется в производстве деревообрабатывающих инструментов и деталей для машиностроения.

Похожие новости

  • 25/07/2019

    Томские ученые могут очистить и изменить свойства поверхности металла за один раз

    ​Ученые Института сильноточной электроники СО РАН (Томск) и компании «Пучково-плазменные технологии» собрали установку, которая может очистить поверхность металла, упрочнить ее и задать новые нужные свойства за один технологический цикл.
    312
  • 12/11/2019

    В Томске создадут новые высокотехнологичные производства

    ​Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск) в кооперации с ведущими университетами и промышленными предприятиями России стал победителем конкурса на право получения субсидий для реализации комплексных проектов по созданию высокотехнологичных производств в рамках постановления Правительства РФ.
    260
  • 09/04/2019

    Три экспериментальные разработки томских ученых проверят на МКС

    ​Институт физики прочности и материаловедения СО РАН и РКК «Энергия» вместе с ТПУ и ТГУ готовят эксперименты, которые проведут на Международной космической станции. Как сообщили НИА Томск в пресс-службе администрации Томской области, ученые ИФПМ СО РАН и ТПУ завершили разработку конструкторской документации для изготовления российского 3D-принтера, который сможет работать в космосе и изготавливать детали из полимерного волокна на борту МКС.
    574
  • 20/09/2018

    Сибирская электронно-пучковая машина отправится в Италию

    ​Установку сделали в Томске по заказу Миланского политехнического университета. Ее презентация прошла на VI международном конгрессе «Потоки энергии и радиационные эффекты» — EFRE-2018. Оборудование, созданное Институтом сильноточной электроники СО РАН (Томский научный центр СО РАН), предназначено для манипулирования поверхностями, состояние которых важно для многих изделий.
    665
  • 20/09/2018

    Элегаз и гелий подняли эффективность лазера на азоте

    ​Исследователи из Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН, Томского государственного университета, Томского политехнического университета и Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники разработали новую модель для изучения накачки азотной рабочей среды для лазеров с наносекундными импульсами.
    550
  • 17/09/2019

    Разработана концепция гибридного реактора на основе плазменной открытой ловушки

    ​Специалисты трех российских институтов (Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина - РФЯЦ-ВНИИТФ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет​ – ТПУ; Институт ядерной физики им.
    547
  • 01/11/2018

    Ученые из Томска и Вьетнама создадут установки для очистки воды

    ​Томский Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН планирует создать новую мобильную систему для очистки воды. Разработка станет совместным проектом сибирских ученых и их коллег из Российско-Вьетнамского тропического научно-исследовательского и технологического центра при поддержке компании Sunny-Eco JSC.
    575
  • 21/01/2019

    Разработка томских ученых спасет от износа детали машин и кардионасосы для пациентов

    ​Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) усовершенствовали метод плазмохимического осаждения нового класса алмазоподобных покрытий, эффективных при применении в разных отраслях промышленности и биомедицины, сообщили РИА Новости в пресс-службе ТПУ.
    1121
  • 01/03/2018

    Томские физики создали миниатюрные голубые струи и красные спрайты

    ​Сотрудники Института сильноточной электроники СО РАН описали открытое и воспроизведенное ими в лабораторных условиях явление апокампа — формирование голубых и красных струй плазмы, возникающих на изгибе канала импульсно-периодического электрического разряда в различных газах.
    1001
  • 12/10/2016

    Томские ученые испытывают новые стекла для космических спутников

    ​Сотрудники НИИ ПММ ТГУ проводят испытания покрытий, созданных для защиты иллюминаторов, линз и зеркал космических аппаратов от эрозии. При помощи легкогазовой баллистической установки экспериментальные образцы обстреливают микрочастицами порошка железа со скоростью 5-8 километров в секунду.
    2177