Ученые создали уникальное жаростойкое покрытие

Ученые НИТУ МИСИС совместно с коллегами из Китая разработали покрытие для защиты изделий из жаропрочной керамики от разрушения при высоких температурах, что открывает новые перспективы для применения данной технологии в различных отраслях, включая машиностроение и энергетику.

Эта инновационная разработка представляет собой важный шаг в области создания материалов с высокой жаропрочностью.

Для обеспечения более широкого диапазона температур, при которых возможна эксплуатация узлов и конструкций, необходимо постоянное совершенствование материалов. В данном случае, молибденовые сплавы, такие как сплавы Mo5SiB2 на основе Т2-фазы, являются перспективными, но сталкиваются с проблемой высокотемпературного окисления.

Согласно информации из МИСИС, проблема высокотемпературного окисления молибденовых сплавов становится критической при температурах выше 1200 °C, что приводит к разрушению материала. Поэтому разработка покрытий для защиты от этого процесса имеет большое значение для повышения эффективности и долговечности конструкций, работающих при экстремальных условиях.

Эксперты пришли к выводу, что одним из эффективных способов улучшения устойчивости молибденовых сплавов к окислению является нанесение на их поверхность защитных покрытий, содержащих кремний (Si) и бор (B). Эти многокомпонентные "пленки" при окислении образуют слой боросиликатного стекла, способного самозалечивать дефекты и трещины.

Исследователи из НИТУ МИСИС в сотрудничестве с китайскими учеными разработали жаростойкое покрытие с повышенным содержанием кремния (Mo30Si60B10). Они применили метод магнетронного распыления, что позволило создать защитные "пленки" различной толщины, варьирующейся от 1 мкм до 10 мм.

Эти инновационные покрытия не только улучшают устойчивость сплавов к окислению, но и обладают высокой термической стойкостью, что делает их применимыми в широком спектре промышленных и научных областей. Кроме того, разработанные специалистами "пленки" могут быть использованы для защиты металлических конструкций от высоких температур и агрессивных сред.

Эксперимент показал, что жаростойкое покрытие с высоким содержанием кремния значительно снижает скорость окисления молибденовых сплавов при высоких температурах до 1700 °C. Это открытие открывает новые перспективы для применения таких материалов в условиях высокой термической нагрузки.

Кроме того, ученые обнаружили, что разработанное покрытие не только повышает устойчивость сплава к окислению, но и значительно улучшает его механические свойства. Оно способствует увеличению твердости материала на 40 процентов, повышению способности сопротивляться растяжению и сжатию на 18 процентов, а также уменьшению деформации после снятия растягивающего усилия на 25 процентов.

Такие результаты исследования открывают перспективы для создания более эффективных и долговечных материалов, способных выдерживать экстремальные условия работы при высоких температурах. Покрытия с высоким содержанием кремния могут стать ключевым элементом в разработке новых технологий, требующих высокой жаростойкости и механической прочности.

Этот исследовательский проект был возможен благодаря финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №23–49-00141) и Национального естественнонаучного фонда Китая (проект №52261135546). Эти организации играют ключевую роль в развитии научных исследований и обмене знаниями между странами.

Необходимо отметить, что без грантовых программ и фондов поддержки научных исследований многие проекты оказались бы невозможными. Финансирование научных исследований является важным инструментом для развития науки и технологий.

Кроме того, сотрудничество между различными научными фондами и организациями способствует укреплению международных научных связей и обмену опытом между учеными разных стран.

Источник и фото - ria.ru