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:

Shohin Airlines объявляет о заказе четырех самолетов семейства Airbus A320neo
Авиакомпания Shohin Airlines

Аэропорт Шереметьево вступает в партнерство с аэропортом Внуково, в рамках которого Внуково приобретает 25,01% долей ООО «Перспектива» для совместного управления аэропортом Домодедово
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Авиакомпания «Аврора» снижает тарифы на рейсы Хабаровск — Амурзет в летнем сезоне 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

ГТЛК открыла книгу заявок по размещению выпуска ЦФА GTLK-1-DTPB-102026-00002
АО "ГТЛК"

Спасатели аэропорта Красноярск подтвердили высокий уровень подготовки
Международный аэропорт Красноярск

Red Wings перевезла почти миллион пассажиров на российских лайнерах
АО "Ред Вингс"

Холдинг «Аэродинамика» выпустил восьмой поток кадрового резерва — 18 сотрудников пополнят управленческую команду компании
Холдинг «Аэродинамика»

Аэропорт Братск увеличивает количество рейсов в Иркутск и Новосибирск
Аэропорт Братск

Из Международного аэропорта Владивосток открыты рейсы в Бэйдайхэ
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Прямым рейсом из столицы Татарстана в Абхазию: в аэропорту торжественно открыли первый регулярный рейс в Сухум
АО "Международный аэропорт "Казань"

Nordwind запустил прямые рейсы из Казани в Ташкент
АО "Международный аэропорт "Казань"

В Москве состоится II Кубок Аэрофлота по картингу
ПАО "Аэрофлот"

Международный аэропорт «Гагарин» провёл комплексные учения аварийно?спасательных формирований совместно с подразделениями МЧС
АО УК "Аэропорты Регионов"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу билетов на рейсы из Южно-Сахалинска в Харбин на зимний период полетов
АО "Авиакомпания "Аврора"

В аэропорту Хабаровск состоялся первый чемпионат по споттингу
АО "Хабаровский аэропорт"

Руководство аэропорта Владивосток посетило «Конференцию по развитию авиационных маршрутов Китай-Россия» в Харбине
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Сотрудники аэровокзала «Южно-Сахалинск» победили в «Игре на повышение»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

AZUR air готовится начать техническое обслуживание авиационных двигателей в собственном инженерном центре
Авиакомпания AZUR air

Авиакомпания NordStar запустила комбинированную оплату звездами в программе лояльности «Летать легко!»
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Ространснадзор подтвердил высокий уровень исполнения требований транспортной безопасности АО «МАШ
АО "Международный аэропорт Шереметьево"