Созданы новые сверхтвёрдые покрытия, которые защитят детали при 1300°C
Пресс-служба НИТУ МИСИС –
Учёные НИТУ МИСИС разработали новые сверхтвёрдые покрытия на основе хрома, алюминия, кремния и бора, обладающие повышенной стойкостью к окислению и термической стабильностью при температуре до 1300°C.
Трибологические испытания сверхтвёрдых покрытий. Фото: пресс-служба
НИТУ МИСИС
«Разработки
Университета МИСИС, ведущего вуза страны в области новых технологий и
материалов, успешно применяются в различных наукоёмких отраслях. Под
руководством выдающегося учёного, члена-корреспондента РАН, профессора Евгения
Александровича Левашова коллектив наших исследователей создал сверхтвёрдые
покрытия, которые найдут применение в экстремальных условиях – при высоких
температурах, в агрессивных средах. Сплав на основе хрома, алюминия, кремния и
бора продлит срок службы оборудования и деталей, используемых в авиации,
энергетике и машиностроении», – рассказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина
Черникова.
Режущие инструменты,
штампы, пресс-формы, компоненты двигателей, гидравлические системы, узлы
трибосопряжения и подшипники регулярно подвергаются высоким нагрузкам, трению и
нагреву. Чтобы защитить их от быстрого износа, коррозии и термического
разрушения, используют специальные покрытия. Традиционный нитрид хрома улучшает
износостойкость изделий, но многие высокотемпературные трибологические
применения требуют покрытий с ещё большей стойкостью к окислению и термической
стабильностью.
Исследователи
Университета МИСИС получили новые покрытия с помощью метода магнетронного
распыления с использованием композитных керамических мишеней. В зависимости от
соотношения химических элементов, лежащих в основе многокомпонентных составов,
покрытия показывали улучшенные механические, трибологические или термические
свойства. Высокое содержание хрома формирует прочную основу материала, а бор и
кремний повышают его твёрдость и износостойкость. Алюминий, в свою очередь,
отвечает за устойчивость к высоким температурам и защищает поверхность от
окисления.
Процесс осаждения сверхтвёрдых покрытий. Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС
Филипп Кирюханцев-Корнеев. Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС
«Мы исследовали
4 варианта покрытий, которые продемонстрировали хорошую стойкость к окислению
при температурах до 1200°C, что связано с образованием защитных поверхностных
плёнок на основе оксидов хрома и алюминия. Один из образцов успешно
противостоял окислению при 1300°C, что обусловлено высокой концентрацией
алюминия, который участвует в образовании промежуточного слоя между верхним
слоем оксида хрома и неокисленным покрытием, предотвращая диффузию кислорода в
глубину покрытия», — рассказал
д.т.н. Филипп Кирюханцев-Корнеев,
профессор кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП)
МИСИС, ведущий научный сотрудник Научно-учебного центра самораспространяющегося
высокотемпературного синтеза (НУЦ СВС) МИСИС-ИСМАН.
Евгений Левашов. Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС
«Мы получили
покрытия, которые обладают превосходными механическими и трибологическими
свойствами, а также повышенной химической и коррозионной стойкостью. При
длительной эксплуатации они выдерживают температуру на 100-300 градусов больше,
чем аналоги», — отметил д.т.н. Евгений
Левашов, член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой
ПМиФП, директор НУЦ СВС МИСИС-ИСМАН.
Подробные результаты исследования опубликованы в научном журнале Coatings (Q2).
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.