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:

В МАИ разработали стенд, который повышает эффективность вибрационных испытаний авиационной и космической техники
Московский авиационный институт

Аэрофлот в зимнем расписании увеличит частоту рейсов из Москвы в Баку
ПАО "Аэрофлот"

«Аэрохимфлот» объединил аграриев и авиаторов для создания стандартов эффективных агродронов
Авиационный альянс "Аэрохимфлот"

Аэрофлот импортозаместил информационную систему управления производством
ПАО "Аэрофлот"

Shohin Airlines представила первый самолёт в своём флоте — L 410 NG
Авиакомпания Shohin Airlines

Аэрофлот одержал победу в двух номинациях HR-премии Правительства Москвы «В кадре»
ПАО "Аэрофлот"

Сотрудники ОДК-Кузнецов прикоснулись к истории становления предприятия
ПАО «ОДК-Кузнецов»

«ЮТэйр» представил единственные в России тренажеры самолетов Ан-74 и ATR 72-500
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Аэрофлот в зимнем расписании увеличивает частоту рейсов на остров Фукуок
ПАО "Аэрофлот"

Остановку экспресс-автобусов Аэроэкспресса № 1185 у терминала Т1 в аэропорту Домодедово перенесли к выходу № 3
ООО "Аэроэкспресс"

Геоскан запустил образовательную онлайн-платформу для специалистов отрасли БАС
ГК "Геоскан"

Аэрофлот совместно с зооэкспертами создаст единый перечень брахицефальных пород и рекомендации по их перевозке
ПАО "Аэрофлот"

Ростех оснастил аэропорт Сургута системой посадки для работы в условиях северной зимы
Госкорпорация Ростех

Аэрофлот запускает новую рекламную кампанию «Отдых начинается в полёте»
ПАО "Аэрофлот"

Из аэропорта Владивосток возобновлены рейсы на живописный Фукуок
АО "Международный аэропорт Владивосток"

В МАИ прошли защиты проектов в рамках стажировки преподавателей опорных вузов ОАК
Московский авиационный институт

Коллектив «ЮТэйр» награжден Орденом Почета
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Utair возобновил полеты в Дубай из Москвы
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Фрезеровщик «Вертолетов России» стал победителем конкурса «Лучший по профессии»
Холдинг "Вертолеты России"

Аэрофлот выполнит благотворительный рейс с участием Константина Хабенского и Александра Цыпкина
ПАО "Аэрофлот"