В НИТУ МИСИС создали универсальный керамический материал нового поколения

НИТУ МИСИС, 9 октября 2024 года

Учёные Университета МИСИС представили новый класс более прочных композитов — боридной керамики. Совмещая особые методы нагрева, плавления и охлаждения компонентов, был получен материал, совмещающий металлоподобные и керамоподобные свойства. Он более устойчив к воздействию высоких температур и агрессивных химикатов, а также обладает высокой электро- и теплопроводностью, поэтому может найти применение в авиа-, приборо- и машиностроении. Технология получения композита также экономически целесообразна для промышленного производства.

«Работы в этом направлении ранее в России не проводились. Учитывая сравнительно низкую себестоимость боридной керамики Fe2AlB2 и высокую производительность метода СВС, новый материал может применяться в системах магнитного охлаждения и аккумулирования энергии, а также в технике криогенных (ниже 120 K) температур. Уровень полученных результатов сопоставим с мировым, а по ряду позиций – опережает аналогичные зарубежные разработки в материаловедении, что отвечает потребностям современной промышленности России и Стратегии научно-технологического развития РФ», — рассказал д.т.н., проф. Евгений Левашов, заведующий кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий, директор Научно-учебного центра самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (НУЦ СВС) МИСИС-ИСМАН.

Традиционно, материалы со слоистой кристаллической структурой используются для производства электронных компонентов, конструкционных материалов, термобарьерных покрытий, имплантатов и протезов. Наиболее известными атомно-слоистыми соединениями являются МАХ-фазы, где M — это переходный металл (например, титан, цирконий, ниобий или ванадий); A — элемент IIIA или IVA подгруппы периодической системы (например, кремний, германий, алюминий, сера или олово); X — углерод или азот.

«Структура МАХ-фаз представляет собой слоистую кристаллическую решетку, где слои атомов различных элементов чередуются друг с другом. Это свойство наделяет их высокой прочностью и устойчивостью к механическим повреждениям. Схожей структурой обладает группа материалов на основе MAB-фаз — бориды металлов. Состав немного отличается: M — тоже переходный металл (например, молибден, хром, железо или марганец); A — алюминий или цинк; B — бор. Нанослоистые MAB-фазы состоят из подрешетки боридных блоков, чередующихся с монослоем или двойным слоем атомов A металла. Материал сочетает в себе лучшие свойства металлов и керамики, обладая высокой электро- и теплопроводностью и устойчивостью к агрессивной среде», — объяснил к.т.н. Артём Потанин, старший научный сотрудник НУЦ СВС МИСИС-ИСМАН.

Исследователи НИТУ МИСИС разработали новый класс боридной керамики на основе MAB-фаз при помощи самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), основанного на протекании быстрой экзотермической реакции между исходными порошковыми компонентами с образованием твердых конечных продуктов. Ученые получили компактные образцы керамики системы железо-алюминий-бор (Fe2AlB2) со слоистой структурой. Материал может менять температуру под действием магнитного поля и обладает повышенными значениями твердости и прочности на изгиб, что обусловлено сочетанием низкой остаточной пористости и мелкозернистой структуры. Подробности получения и исследования MAB-фазы Fe2AlB2 опубликованы в научных журналах Ceramics International (Q1) и Materialia (Q2). 

Материалы на основе MAB-фаз могут применяться в качестве термобарьерного покрытия в высокотемпературных средах, защищая материалы от теплового удара и окисления; как катализатор для синтеза аммиака; для поглощения нейтронов в ядерных реакторах или высокочастотных волн в электротехнических приборах.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 21–79–10103).


Университет науки и технологий МИСИС – ведущий вуз страны в области создания, внедрения и применения новых технологий и материалов. Опираясь на вековые традиции признанных в России и мире научных школ, современные образовательные технологии, университет ставит перед собой задачу внести максимальный вклад в развитие экономики за счет прорывных разработок и качественной подготовки специалистов. В научно-исследовательской деятельности Университет МИСИС концентрируется на таких приоритетных направлениях, как металлургия, горное дело, материаловедение, квантовые технологии, биоматериалы и биоинженерия, альтернативная энергетика, аддитивные и информационные технологии.
В вузе действует порядка 45 научно-исследовательских лабораторий и инжиниринговых центров мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. В состав университета входит 7 институтов и 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом. В вузе более 23 000 обучающихся, 25% студентов – граждане 86 стран. Университет МИСИС сотрудничает более чем с 1600 крупнейшими компаниями России и мира – лидерами в своих отраслях. 

 


Сообщения компаний:

Аэрофлот открыл мемориальную доску в честь «фельдъегеря Победы» - легендарного пилота, доставившего в Москву Акт о безоговорочной капитуляции фашисткой Германии в мае 1945 года
ПАО "Аэрофлот"

Геоскан почти на 45% увеличил выработку для беспилотника «Геоскан 801»
ГК "Геоскан"

Аэропорт Шереметьево предлагает пассажирам альтернативную возможность регистрации на рейс и сдачи багажа
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Авиакомпания «РусЛайн» выполнит разовые рейсы на направлении Пермь – Сухум в начале следующего года
АО АК "РусЛайн"

Аэрофлот и Шереметьево запустили 10 новых киосков саморегистрации на внутренних рейсах
ПАО "Аэрофлот"

ОАК передала ВКС России партию самолетов Су-34
Госкорпорация Ростех

Utair открыл продажу билетов в Краснодар из Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

«Вертолеты России» поставили партию Ми-8 для Крайнего Севера и Дальнего Востока
Холдинг "Вертолеты России"

Пресс-конференцию посвятили новому рейсу в Макао из Международного аэропорта Владивосток
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Международный аэропорт Красноярск встретил 4-х миллионного пассажира в 2025 году
Международный аэропорт Красноярск

В МАИ разработали методы прогнозирования опасного вихревого кольца у вертолётов
Московский авиационный институт

Студенты-разработчики новых технологий для двигателестроения получили научные стипендии ОДК
АО "ОДК"

ГТЛК подводит итоги деятельности за 10 месяцев 2025 года
АО "ГТЛК"

Аэрофлот увеличивает частоту рейсов на Бали в новогодние праздники
ПАО "Аэрофлот"

Целевики ОДК-Кузнецов победили во Всероссийской олимпиаде по авиадвигателям и энергоустановкам
АО "ОДК"

Делегация международного аэропорта Красноярск провела переговоры с китайскими авиакомпаниями
Международный аэропорт Красноярск

«Аэрофлот Техникс» отмечает 10-летие
ПАО "Аэрофлот"

Беспилотники Геоскана для видеомониторинга приняты на службу МЧС России
ГК "Геоскан"

Utair открыл рейсы в Краснодар из Санкт-Петербурга
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Юрий Трутнев посетил Улан-Удэнский авиационный завод холдинга «Вертолеты России»
Холдинг "Вертолеты России"