В Самаре ученые предложили новый способ производства композитов
В Самаре исследователи разработали инновационный метод создания композитов, отличающихся высокой прочностью и износостойкостью. 19 августа в 16:29 группа ученых из Самарского политеха представила технологию получения керметов — материалов, которые объединяют прочность керамики и пластичность металла. Исследовательская команда кафедры «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» на протяжении нескольких лет совершенствует характеристики таких материалов, учитывая потребности промышленности. Об этом сообщает издание Togliatti24.
Существующие методы производства композитов требуют больших затрат времени и энергии, а также сложного оборудования, включая реакторы-центрифуги и двухкамерные тигли. Новый подход, предложенный учеными, сочетает два высокотемпературных процесса: самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) и металлотермию. В результате керметы формируются благодаря естественной пропитке расплавленным металлом керамической основы без необходимости в сложном оборудовании и дополнительных источниках энергии.
Процесс начинается с создания СВС-шихты — порошковой смеси, которая прессуется и помещается в полость из керамического порошка или графита. Затем готовится металлотермический состав, который насыпается сверху и поджигается. В ходе реакции термита образуется жидкий металл, пропитывающий керамическую основу и формирующий готовый композит.
При взаимодействии с частицами СВС-шихты начинается процесс горения, в результате которого образуется пористая керамика, а керамический каркас насыщается жидким металлом. Через 30–40 секунд керамика, пропитанная металлом, охлаждается, и металл затвердевает, образуя кермет. "Наша технология отличается высокой энергоэффективностью и простотой реализации. Ее новизна заключается в отказе от закрытых реакторов и принудительной инфильтрации", — отметил доцент Евгений Латухин.
Исследователи предлагают использовать обычную подложку из речного песка для создания выемки, где размещаются СВС-шихта и термитная смесь, а сам процесс можно осуществлять на открытом воздухе. Метод, разработанный в политехе, позволяет производить изделия с долей тугоплавкой керамической фазы от 40% до 80% без применения внешних источников энергии, что значительно сокращает затраты и время производства — вместо часов процесс занимает всего секунды. Кроме того, полученные керметы обладают высокой прочностью, твердостью, устойчивостью к износу и способностью проводить электрический ток. Также ученые Самарского политеха разработали уникальную опалубку для промышленных реакторов.
