В Самаре ученые предложили новый метод производства композитов

В Самаре ученые разработали новый метод для производства композитов, обладающих высокой прочностью и устойчивостью к износу. 19 августа в 16:29 группа исследователей из Самарского политеха представила технологию получения керметов — материалов, которые сочетают в себе прочность керамики и пластичность металла. Об этом пишет портал ГТРК Самара.

Исследовательская команда кафедры «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» на протяжении нескольких лет работает над улучшением характеристик таких материалов, учитывая потребности промышленности. Существующие методы производства композитов требуют значительных затрат времени и энергии, а также сложного оборудования, включая реакторы-центрифуги и двухкамерные тигли.

Разработанный учеными подход объединяет два высокотемпературных процесса: самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) и металлотермию. В результате керметы формируются благодаря естественной пропитке расплавленным металлом керамической основы без необходимости в сложном оборудовании и дополнительных источниках энергии.

Процесс начинается с создания СВС-шихты — порошковой смеси, которая прессуется и помещается в полость, выполненную из керамического порошка или графита. Затем готовится металлотермический состав, который насыпается сверху и поджигается. В ходе реакции термита образуется жидкий металл, который пропитывает керамическую основу, формируя готовый композит.

При взаимодействии с частицами СВС-шихты начинается процесс горения, в результате которого образуется пористая керамика, а керамический каркас насыщается жидким металлом. Через 30–40 секунд керамика, пропитанная металлом, охлаждается, и металл затвердевает, образуя кермет.

"Наша технология отличается высокой энергоэффективностью и простотой реализации. Ее новизна заключается в отказе от закрытых реакторов и принудительной инфильтрации", — отметил доцент Евгений Латухин.

Исследователи предлагают использовать обычную подложку из речного песка для создания выемки, где размещаются СВС-шихта и термитная смесь, а сам процесс можно осуществлять на открытом воздухе. Как сообщает "РГ", метод, разработанный в политехе, позволяет производить изделия с долей тугоплавкой керамической фазы от 40% до 80% без применения внешних источников энергии, что значительно сокращает затраты и время производства — вместо часов процесс занимает всего секунды. Кроме того, полученные керметы обладают высокой прочностью, твердостью, устойчивостью к износу и способностью проводить электрический ток.

Также ученые Самарского политеха разработали уникальную опалубку для промышленных реакторов.