Томскими учеными синтезирован NiAl сплав с троекратным запасом износостойкости

Ученым лаборатории перспективных технологий Томского научного центра СО РАН удалось создать технологию, позволяющую в едином вакуумном цикле синтезировать поверхностный сплав «никель-алюминий», износостойкость которого почти в три раза выше по сравнению с исходной стальной подложкой. Полученный результат вошел в последний доклад РАН правительству РФ о ходе реализации Программы фундаментальных научных исследований государственных Академий наук на 2013-2020 годы.

- Интерметаллическое соединение NiAl является востребованным в разных сферах. Этот материал сочетает в себе свойства керамики и металла, обладает высокой температурой плавления, теплопроводностью, стойкостью к окислению, высокотемпературной коррозионной стойкостью и низкой массовой плотностью. Такой материал может применяться для покрытия деталей, которые эксплуатируются при очень высоких температурах и в агрессивных средах, поэтому к ним предъявляются особые, очень высокие требования относительно их жаропрочности и износостойкости. Например, это турбинные лопатки авиационных двигателей, направляющие лопаток промышленных паровых турбин, тепловыделяющие элементы и системы охлаждения ядерных реакторов, - рассказал Андрей Соловьев, зав. лабораторией перспективных технологий ТНЦ СО РАН.

Исследователи из Томского научного центра СО РАН совместно со специалистами Института сильноточной электроники СО РАН предложили качественно новый подход к синтезу покрытий «никель-алюминий» - путем формирования поверхностного сплава. Как отметил научный сотрудник Евгений Яковлев, такой подход позволяет синтезировать даже заданные фазы, т.е. получать покрытие с оптимальным набором свойств. Для формирования нужного соединения использовалась электронно-пучковая машина, созданная коллегами - специалистами Института сильноточной электроники СО РАН. Синтез поверхностного NiAl сплава с помощью низкоэнергетического сильноточного электронного пучка микросекундной длительности позволил добиться высоких адгезионных свойств.

Важно подчеркнуть, что успешному процессу синтеза поверхностного сплава «никель-алюминий» предшествовали работы по моделированию этого процесса с использованием авторских программных комплексов.

В настоящее время научный коллектив лаборатории развивает этот метод и для других перспективных материалов. Например, сплава хром-цирконий, который применяется и в ядерной отрасли.