Ученые создали уникальное жаростойкое покрытие

Для обеспечения надежной защиты изделий из жаропрочной керамики от разрушения при высоких температурах, ученые НИТУ МИСИС совместно с китайскими коллегами разработали инновационное покрытие.

Эта технология, представленная в журнале Open Ceramics, обещает найти широкое применение в машиностроении и энергетической промышленности.

Для успешной эксплуатации узлов и конструкций в области машиностроения и энергетики необходимы материалы с высокой жаропрочностью. Один из перспективных вариантов - молибденовые сплавы, такие как сплавы Mo5SiB2 на основе Т2-фазы. Однако, ученые из МИСИС отмечают, что эти материалы подвержены высокотемпературному окислению, что приводит к разрушению при температурах свыше 1200 °C.

Именно поэтому разработка нового покрытия для защиты жаропрочной керамики от воздействия высоких температур является значимым шагом в развитии материалов для промышленности. Новое покрытие может стать ключевым элементом в повышении эффективности и долговечности конструкций, работающих в экстремальных условиях.

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

Исследователи из НИТУ МИСИС в сотрудничестве с китайскими учеными разработали жаростойкое покрытие с повышенным содержанием кремния (Mo30Si60B10). С использованием метода магнетронного распыления коллектив способен создавать защитные "пленки" разной толщины: от 1 мкм до 10 мм. Это открывает новые перспективы для применения таких материалов в промышленности и научных исследованиях.

Дополнительные исследования показали, что покрытия на основе кремния и бора обладают не только высокой устойчивостью к окислению, но также способностью сохранять свои защитные свойства при высоких температурах. Это делает их привлекательным вариантом для применения в аэрокосмической и энергетической отраслях, где высокая термическая стойкость играет важную роль.

Эксперимент показал, что жаростойкое покрытие с высоким содержанием кремния существенно уменьшает скорость окисления молибденовых сплавов при высоких температурах до 1700 °C. Это открытие имеет огромное значение для различных промышленных отраслей, где используются высокотемпературные материалы.

Кроме улучшения устойчивости к окислению, новое покрытие также значительно повышает механические свойства сплава. Исследователи отмечают, что такие покрытия способны увеличить твердость материала на 40%, улучшить его способность сопротивляться растяжению и сжатию на 18%, а также уменьшить деформацию после снятия растягивающего усилия на 25%.

Эти результаты открывают новые перспективы для создания более надежных и долговечных материалов, способных выдерживать экстремальные условия работы. Дальнейшие исследования в этой области могут привести к разработке еще более эффективных методов защиты металлических сплавов от окисления и износа.

Этот исследовательский проект, получивший финансирование от Российского научного фонда и Национального естественнонаучного фонда Китая, представляет собой значимый вклад в развитие науки и технологий. Основываясь на результатах предыдущих исследований, данная работа представляет новый подход к изучению...

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

Исследование, проведенное в рамках данного проекта, имеет важное значение для понимания сложных научных проблем и может привести к открытию новых перспективных направлений исследований. Результаты работы могут быть использованы в различных областях, включая медицину, экологию и технику.

Источник и фото - ria.ru