Ученые создали уникальное жаростойкое покрытие

Для обеспечения долговечности и надежности конструкций в условиях высоких температур в машиностроении и энергетике, ученые из НИТУ МИСИС и Китая разработали покрытие для защиты изделий из жаропрочной керамики.

Это новое покрытие способно предотвращать разрушение материалов при воздействии высоких температур, что делает его перспективным для применения в различных отраслях промышленности. Исследование результатов данной разработки было опубликовано в журнале Open Ceramics.

Одним из ключевых вызовов при создании материалов для работы при высоких температурах является необходимость расширения диапазона температур эксплуатации. Молибденовые сплавы, такие как сплавы Mo5SiB2 на основе Т2-фазы, считаются перспективными в этом отношении. Однако, ученые из МИСИС отмечают, что эти сплавы подвержены высокотемпературному окислению, что может привести к разрушению материала при температурах выше 1200 °C.

Исследования в области разработки материалов с высокой жаропрочностью имеют важное значение для современной промышленности. Новое покрытие, созданное совместно учеными из России и Китая, представляет собой значимый шаг в области защиты изделий из жаропрочной керамики и может найти широкое применение в различных отраслях, где важна стойкость материалов к высоким температурам.

Эксперты отмечают, что одним из распространенных способов повышения устойчивости молибденовых сплавов к окислению является нанесение на их поверхность защитных покрытий, содержащих кремний (Si) и бор (B). Эти многокомпонентные "пленки" при окислении образуют слой боросиликатного стекла с эффектом самозалечивания дефектов и трещин.

Коллектив специалистов из НИТУ МИСИС в сотрудничестве с китайскими учеными разработал жаростойкое покрытие с повышенным содержанием кремния (Mo30Si60B10). Исследователи использовали метод магнетронного распыления для создания защитных "пленок" различной толщины, варьирующейся от 1 мкм до 10 мм.

Такие инновационные разработки открывают новые перспективы в области защитных покрытий для молибденовых сплавов, обеспечивая им не только устойчивость к окислению, но и долговечность в экстремальных условиях эксплуатации. В результате исследований удалось улучшить характеристики материала, что может привести к расширению его применения в различных отраслях промышленности.

Эксперимент показал, что жаростойкое покрытие с высоким содержанием кремния значительно снижает скорость окисления молибденовых сплавов при высоких температурах до 1700 °C. Это открытие имеет большое значение для различных промышленных отраслей, где используются материалы, подверженные высоким температурам.

Исследователи также отметили, что разработанное покрытие не только улучшает устойчивость сплава к окислению, но и значительно повышает его механические свойства. Например, твердость материала увеличивается на 40%, способность сопротивляться растяжению и сжатию увеличивается на 18%, а после снятия растягивающего усилия материал сжимается на 25%.

Эти результаты открывают новые перспективы для создания более долговечных и надежных материалов, способных выдерживать экстремальные условия работы при высоких температурах. Дальнейшие исследования в этой области могут привести к разработке новых инновационных материалов с улучшенными характеристиками и широким спектром применения.

Исследование, проведенное совместно Российским научным фондом и Национальным естественнонаучным фондом Китая (проект №23–49-00141 и проект №52261135546 соответственно), является значимым шагом в развитии научных отношений между двумя странами. Эти фонды оказали неоценимую поддержку в исследовании, которое ставит перед собой целью...

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект №23–49-00141) и Национального естественнонаучного фонда Китая (проект №52261135546).

Данный проект финансируется из различных источников, что позволяет объединить усилия и ресурсы для достижения общей цели. Результаты исследования, полученные благодаря этой поддержке, имеют важное значение для дальнейшего развития научных знаний и практического применения в различных областях.

Эта коллаборация между Россией и Китаем в научной сфере открывает новые перспективы для будущих совместных исследований и обмена опытом между учеными обеих стран. Взаимодействие научных фондов обогащает научное сообщество и способствует углублению понимания важных проблем и явлений в мире.

Источник и фото - ria.ru