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:

ИТ-компания Integro Technologies на НАИС 2026: оптимизационный ИИ для авиаотрасли, импортонезависимость и кейсы
RAMAX Group

Аэрофлот объявляет финансовые результаты за 2025 год по РСБУ
ПАО "Аэрофлот"

Пассажиры проголосовали за новый дизайн сайта аэропорта Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

УК «Аэропорты Регионов» представит на НАИС 2026 сервисы для пассажиров с детьми
АО УК "Аэропорты Регионов"

НПП «Эталон» расширило линейку экспортной продукции для рынков ЕАЭС
АО "РТ-Техприемка"

Дрон-спасатель без GPS: разработка МАИ откроет новые возможности для поисковых операций
Московский авиационный институт

ОДК передала два энергоагрегата ЭГЭС-25ПА для Южно-Сахалинской ТЭЦ-1
АО "ОДК"

Аэрофлот открывает продажи билетов по всем видам тарифов в пункты Дальнего Востока на летний сезон
ПАО "Аэрофлот"

Аэропорт Горно-Алтайск запустил новый сайт
АО «Аэропорт Горно-Алтайск»

ГТЛК планирует открыть книгу заявок на приобретение валютных облигаций серии 002P-12 в долларах США
АО "ГТЛК"

Геоскан представил новые образовательные программы по обработке данных с БВС
ГК "Геоскан"

Вертолет Ми-34М1 с двигателем ВК-650В разработки ОДК впервые будет представлен на выставке NAIS
Холдинг "Вертолеты России"

Ростех впервые представит легкий вертолет Ми-34М1 на выставке NAIS 2026
Госкорпорация Ростех

Международный аэропорт Владивосток подписал Соглашение о сотрудничестве с аэропортом города Сямынь
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Более 10 млн пассажиров перевез Аэроэкспресс в 2025 году
ООО "Аэроэкспресс"

В КрасАвиа подвели итоги 2025 года
АО "КрасАвиа"

Аэрофлот увеличивает частоту рейсов из Москвы в Нячанг
ПАО "Аэрофлот"

Пассажиропоток Аэроэкспресса вырос на 20% в дни рекордного снегопада в Москве
ООО "Аэроэкспресс"

«Росэл» разработал сверхнадежный планшет для аппаратуры связи
Холдинг "Росэлектроника"

Авиакомпания NordStar выпустила первых бортпроводников
АО "Авиакомпания "НордСтар"