15/07/2020
В ТГУ создали самый твердый образец «скользкой» керамики
605
Ученые ТГУ предложили новый способ получения композитной «скользкой» керамики AlMgB14 (алюминий-магний-бор). Твердость полученных композитов на 40 процентов выше, чем в образцах без добавок, а коэффициент трения практически в два раза ниже, чем у смазанной полированной стали. Холодильники, кондиционеры и другое оборудование с комплектующими из «скользкой» керамики будут меньше шуметь и прослужат дольше, поскольку уменьшится трение деталей, а потребление энергии снизится в несколько раз. Новый материал может применяться во многих отраслях. В том числе, в машино- и авиастроении.
Инициатором проекта по разработке отечественного аналога «скользкой» керамики является заведующий лабораторией нанотехнологий металлургии ТГУ Илья Жуков. Проект уже второй раз поддержан грантом РНФ в рамках Президентской программы исследовательских проектов.
На первом этапе команда ученых получила образцы материала, которые по свойствам соотносились с зарубежными аналогами – высокая твердость – 32 ГПа и низкий коэффициент трения – менее 0,07. При этом в полученных образцах было 97 процентов соединения AlMgB14 и 3 процента примесей. На их основе ученые разработали композитный материал – в «чистый» AlMgB14 добавили диборид титана – и твердость увеличилась на 40 процентов.
Образцы полученной «скользкой» керамики / ©Пресс-служба ТГУ
«Мы предложили новый способ получения композиционных материалов на основе AlMgB14: порошки создаются при помощи самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, а потом с использованием искрового плазменного спекания мы получаем образец «скользкой» керамики, – рассказал Илья Жуков. – Благодаря новому методу значительно возросла твердость материала – до 46 ГПа – этот показатель выше, чем у зарубежных композитных аналогов и составляет больше половины твердости алмаза. Кроме того, коэффициент трения остался низким – практически в два раза ниже, чем у смазанной полированной стали».
Кроме того, использование метода искрового плазменного спекания позволило снизить пористость «скользкой» керамики – ученые получили практически нулевые показатели. Эксперименты проходили в Нижегородском физико-техническом институте – соисполнителе проекта РНФ. «Проблема всей керамики в том, что очень сложно получить высокоплотный материал, а пористость напрямую влияет на физико-механические свойства», – отметил Илья Жуков.
Образцы полученной «скользкой» керамики / ©Пресс-служба ТГУ
До этого в России никто не синтезировал AlMgB14. У этого материала есть уникальное свойство – он самосмазывающийся, поэтому у него аномально низкий коэффициент трения. Детали из этого соединения обеспечивают бесшумную работу приборов, потребление энергии может снизиться в несколько раз, при этом одновременно вырастет износостойкость. Новый материал может применяться во многих отраслях: машиностроении, авиастроении, производстве бытовой техники.
Результаты работы ученых опубликованы в международных журналах Materials today communication (статья про использование нестандартных порошков, которые ученые ТГУ изготавливают сами и Ceramics International (статья об использовании экзотермической реакции для получения AlMgB14. Кроме того, материаловеды представили результаты на ежегодной международной конференции в США The Minerals, Metals & Materials Society 2020, их работой заинтересовались представители Ассоциации бразильской металлургии, материаловедения и горного дела.
Автор проекта, заведующий лабораторией нанотехнологий металлургии ТГУ Илья Жуков / ©Пресс-служба ТГУ
Следующий шаг – это изготовление большой серии образцов для проверки коэффициента теплового расширения – его важно знать для использования материала в качестве покрытия на сталь, титан и так далее. Также ученые проанализируют теплопроводность, электропроводность и механическое поведение материала.
Соисполнителями гранта РНФ являются Нижегородский физико-технический институт и представители Санкт-Петербургского государственного технологического института. В 2020 году ТГУ стал первым вузом в России по металлургии по мнению аналитического центра «Эксперт», а также занял лидирующую позицию (третье место) в Шанхайском глобальном рейтинге (Shanghai Ranking’s Global Ranking of Academic Subjects 2020) по предметным областям.
Источники
В ТГУ создали самый твердый образец "скользкой" керамики - Naked Science
В ТГУ создали самый твердый образец "скользкой" керамики
Ученые РФ создали один из самых прочных материалов на основе "скользкой" керамики
Ученые ТГУ впервые в России синтезировали самую твердую и самосмазывающуюся керамику для оборудования
Металлурги ТГУ создали самый твердый образец "скользкой" керамики
Ученые ТГУ создали более твердую "скользкую" керамику для авиастроения
Ученые ТГУ создали более твердую "скользкую" керамику для авиастроения
Металлурги ТГУ создали самый твердый образец "скользкой" керамики
For refrigerators and submarines: Russian scientists have created material with an extremely low coefficient of friction
Металлурги ТГУ создали самый твердый образец "скользкой" керамики
Для холодильников и подлодок: российские ученые создали материал со свехнизким коэффициентом трения - РТ на русском
Металлурги Томского госуниверситета создали самый твердый образец "скользкой" керамики
Ученые ТГУ создали более твердую "скользкую" керамику для авиастроения
Ученые ТГУ создали более твердую "скользкую" керамику для авиастроения
В ТГУ создали самый твердый образец "скользкой" керамики
Металлурги ТГУ создали самый твердый образец "скользкой" керамики
Ученые в Томске создали самый твердый образец "скользкой" керамики
В ТГУ создали самый твердый образец "скользкой" керамики
Похожие новости
-
18/11/2019
Учёные ТГУ стали «Золотыми именами высшей школы» России
Завкафедрой теоретической механики ММФ, заведующий научно-исследовательской лабораторией моделирования процессов конвективного тепломассопереноса Михаил Шеремет и научный сотрудник ММФ, доцент кафедры теоретической механики Надежда Бондарева вошли в число победителей проекта «Золотые имена высшей школы». 694
-
03/04/2019
Российский научный фонд поддержал шесть научных коллективов ТПУ
Российский научный фонд (РНФ) подвел итоги нескольких грантовых конкурсов. В итоге поддержку фонда получили шесть научных коллективов Томского политехнического университета. Еще по одному проекту политехников, посвященному изучению роли йода в работе «гормона интеллекта» — тироксина, фонд продлил поддержку. 881
-
15/05/2019
Аспирантка ТПУ представила нательные электронные сенсоры из оксида графена на конкурсе U-NOVUS
В Томске в рамках форума U-NOVUS-2019 прошел очный этап конкурса разработок молодых ученых. На нем в Доме ученых свои проекты презентовали студенты, аспиранты и научные сотрудники вузов региона. Томский политехнический университет представила аспирантка Анна Липовка. 1167
-
22/04/2019
Томская область представит Россию на Science Slam в Геттингене
Сотрудник Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева ТНЦ СО РАН Анна Еремина прошла конкурсный отбор и стала одним из двух представителей России на втором германо-российско-американском Science Slam. 777
-
01/12/2016
Лазерное зондирование атмосферы
Проект «Лазерное зондирование аэрозольного, газового, метеорологического состава атмосферы от приземного слоя до мезосферы (методы, аппаратура, исследования)» под руководством директора Института оптики атмосферы им. 3064
-
12/10/2016
Университеты из Программы 5-100 примут участие в конкурсе ВИК.Нано
Команды из трех российских университетов, входящих в государственную Программу 5-100, - Московский институт стали и сплавов (МИСиС), Томский государственный университет и Санкт-петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (ИТМО), - примут участие в конкурсе ВИК. 1677
-
07/05/2019
Томская студентка разрабатывает аппарат для постоперационного лечения рака
Студентка Томского университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), участница программы УМНИК Алена Анищенко разрабатывает устройство для нагрева тканезамещающих имплантатов, использующихся в лечении злокачественных новообразований. 848
-
07/10/2019
Школа молодых ученых в рамках исследовательского проекта Президентской программы Российского научного фонда
Академики РАН и доктора физико-математических, технических, химических и биологических наук выступят 7-8 октября в Школе молодых ученых в Научно-производственной корпорации "Механобр-техника", в Санкт-Петербурге. 684
-
21/02/2017
Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний
Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова. 2758
-
28/04/2017
Томский Институт оптики атмосферы получит поддержку РНФ
По итогам конкурсного отбора четыре проекта томских ученых из Института оптики атмосферы (ИОА) СО РАН получат финансовую поддержку Российского научного фонда (РНФ) в 2017 году. Как сообщили НИА Томск в пресс-службе администрации Томской области, среди победителей конкурса РНФ в 2017 году - работа по исследованию состава воздуха в Сибири в условиях изменяющегося климата. 2552