Новый метод защиты сплавов: инновация от НИТУ МИСИС
Исследователи из НИТУ МИСИС представили революционную технологию нанесения программируемых защитных покрытий на основе циркония для титан-алюминиевых сплавов, используемых в авиации, энергетике и медицине. Разработка позволяет значительно повысить износостойкость и коррозионную устойчивость материалов, адаптируя их свойства под конкретные условия эксплуатации.
Проблема износа сплавов и её решение
Жаропрочные титан-алюминиевые сплавы широко применяются в авиастроении, энергетике и химической промышленности, но имеют существенный недостаток — быстрый износ при высоких механических нагрузках. Традиционные методы защиты, такие как нанесение покрытий, могут нарушать структуру материала, снижая его прочность.
Ученые НИТУ МИСИС под руководством профессора Евгения Левашова разработали инновационный метод, позволяющий наносить твердые циркониевые покрытия без ухудшения свойств основного сплава.
Как работает новая технология?
Принцип микросварки и импульсная обработка
По словам научного сотрудника Евгении Замулаевой, технология напоминает микросварку:
- Короткие, но мощные электрические импульсы переносят материал электрода (цирконий) на поверхность детали.
- Этот метод обеспечивает точное нанесение без перегрева и деформации сплава.
Роль газовой среды в формировании покрытия
Ученые провели серию экспериментов, изучая влияние газовой среды на свойства покрытий. Наилучшие результаты показала азотная атмосфера:
- Взаимодействие циркония с азотом создает двухслойное покрытие с повышенной твердостью.
- Покрытие обладает высокой износостойкостью и антифрикционными свойствами.
Где можно применять технологию?
1. Авиация и космос
- Увеличение срока службы деталей двигателей и корпусов летательных аппаратов.
- Снижение трения в узлах трения при экстремальных температурах.
2. Медицина
- Биосовместимые покрытия для имплантатов и хирургических инструментов.
- Повышение коррозионной стойкости медицинских сплавов.
3. Энергетика и химическая промышленность
- Защита оборудования от агрессивных сред.
- Увеличение ресурса трубопроводов и теплообменников.
Программируемые свойства: будущее умных покрытий
Профессор Евгений Левашов подчеркивает, что технология позволяет «программировать» свойства покрытий на этапе нанесения, подобно настройке 3D-печати. В перспективе это открывает путь к созданию «умных поверхностей», автоматически адаптирующихся к условиям эксплуатации.
Перспективы внедрения
- Пилотные испытания в промышленности запланированы на конец 2025 года.
- Технология может быть масштабирована для других металлов и сплавов.
Заключение
Разработка ученых НИТУ МИСИС — это прорыв в области материаловедения, который может значительно повысить долговечность критически важных конструкций в авиации, медицине и энергетике. Внедрение программируемых покрытий позволит сократить затраты на ремонт и обслуживание, открывая новые возможности для инженерных решений.
