Ученые СамГТУ разработали энергосберегающий метод получения композитов

Ученые кафедры «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» опорного вуза создали композиты по разработанной ими методике, позволяющей применять полученные соединения в условиях повышенного износа, в агрессивных средах. Совсем недавно коллектив под руководством заведующего кафедрой, профессора Александра Амосова получил патент на уникальную технологию.

В основе нового метода лежит высоко-экзотермическая реакция самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), в результате которой получаются керамические соединения в виде пористого каркаса любой формы. В процессе синтеза керамический каркас саморазогревается до температур 2500 – 3500 °С. При таких температурах расплав металла, контактирующий с каркасом, впитывается в его пористо-капиллярную структуру, полностью заполняя все поровое пространство. Остывая, металл кристаллизуется в порах. Так можно получать каркасные композиты с разными объемными долями металла и керамики.

Главное преимущество предлагаемой технологии заключается в ее энергоэффективности – для синтеза керамического соединения не требуется тепло. Разработанная технология дает возможность варьировать свойства получаемых композитов путем подбора целевого керамического соединения и металла или сплава, которым будет пропитываться керамика. Кроме того, не нужно сложное и дорогое прессовое оборудование или реакторы, обеспечивающие пропитку получаемого каркаса расплавом металла.

– С использованием нашего метода мы уже создали такие композиционные материалы, как карбид титана с алюминием, карбоалюминид титана с алюминием и карбосилицид титана с медью, – рассказывает участник научного коллектива, аспирант кафедры «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» Эмиль Умеров. – Провели для них серию испытаний на прочность, твердость и т.д. Например, карбид титана с алюминием успешно прошел испытания на жаростойкость – он выдержал нагрев до 900 °С, не разрушился и не потерял форму. И это при том, что что алюминий плавится уже при 660 °С, а значит внутри керамики он был жидким. А совсем недавно удалось получить еще один композит, теперь на основе олова. Тем самым мы подтвердили, что наша технология работает и на других металлах.

Полученные композиты могут найти широкое применение в условиях, где требуется высокая износостойкость, низкие коэффициенты трения, легкий вес. Карбид и карбоалюминид титана с алюминием могут использоваться при изготовлении более эффективных подшипников скольжения, поршней или гильз автомобильных двигателей с повышенным КПД, тормозных дисков автомобилей или даже как режущего или обрабатывающего инструмента. А карбосилицид титана с медью скорее перспективен как электроконтактный материал, подходящий для производства токосъемников поездов, трамваев, передает пресс-служба СамГТУ.

Фото:   пресс-служба СамГТУ