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:

AZUR air улучшила показатели регулярности полетов до 95,5%
Авиакомпания AZUR air

ГТЛК успешно разместила выпуск четырехлетних ESG-облигаций серии 002P-12 на 30 млрд рублей
АО "ГТЛК"

Red Wings будет летать в Геленджик из Самары и Казани
АО "Ред Вингс"

Аэрофлот поддерживает стабильно высокий уровень безопасности полётов
ПАО "Аэрофлот"

Международный авиационный инновационный форум 2026
РИВЦ-Пулково

Utair открывает новое направление: Тюмень — Санкт-Петербург
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Адаптивный заполнитель и 3D-печать: в МАИ разработали технологию создания более лёгких конструкций БЛА
Московский авиационный институт

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиабилетов на социально значимые рейсы по Сахалинской области до конца мая 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Предприятию ОДК-Кузнецов вручена государственная награда за развитие авиационного двигателестроения
АО "ОДК"

Utair открывает новое направление: Тюмень — Санкт-Петербург
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Более 4 млн пассажиров перевезли экспресс-автобусы Аэроэкспресс в аэропорт Домодедово за 4 года
ООО "Аэроэкспресс"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу билетов на рейсы из Хабаровска в Зею, Тынду, Ноглики на апрель - май 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиабилетов из Улан-Удэ в Хужир на март и апрель 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Двигатели ОДК обеспечили старт ракеты с грузами для космонавтов МКС
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Архитекторы технологического лидерства: проекты «Российских космических систем» завоевали высшие награды салона «Архимед-2026»
АО "Российские космические системы"

Авиакомпания Smartavia отмечает семилетие своего бренда
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Прочный как сталь, но в 3 раза легче: в МИСИС представили новый композит
Университет МИСИС

Авиакомпания NordStar подвела итоги реализации федерального проекта «Производительность труда» на примере собственного центра технического обслуживания воздушных судов за 2025 год
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Группа «Аэрофлот» предлагает более 300 маршрутов в летнем сезонном расписании
ПАО "Аэрофлот"

ОДК в отечественных инженерных программах создает элементы двигателей ПД-14 и ПД-8
АО "ОДК"