Материаловеды Томского госуниверситета первыми в мире синтезировали керамику из редкоземельных металлов. Новый материал можно будет использовать для создания жаропрочных элементов в нефтедобывающей и аэрокосмической отраслях, а также газотурбинных установках. Результаты эксперимента опубликованы в высокорейтинговых журналах (Q1 и Q2), сообщает пресс-служба ТГУ.
Томские ученые получили высокоэнтропийный (сплав из пяти и более металлов) керамический материал из комбинации порошков редкоземельных металлов гафния, титана, железа, ванадия, хрома и неметалла – азота (Hf-Ti-Fe-V-Cr-N). Эксперимент был проведен с помощью метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
«Редкоземельные металлы – гафний, титан и другие, при реакции выделяют много тепла. Мы предположили, что из такой цепочки сможем получить раствор с объемно-центрированной кубической или гранецентрированной кубической кристаллической структурой, свойственной высокоэнтропийным сплавам. При использовании метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза порошковая смесь сама быстро и послойно "сгорает" за счет реакций металлов друг с другом и взаимодействия с азотом в герметичном реакторе», — пояснил завлабораторией нанотехнологий металлургии ТГУ Илья Жуков.
В пресс-службе вуза уточнили, что порошковая металлическая смесь прошла механическую активацию в планетарной мельнице в течение 120 минут. Затем ученые спрессовали порошки, сделали образцы диаметром 23 мм и массой 40 г и поместили их в реактор высокого давления, из которого удалили воздух и закачали азот чистотой 99,99%. В качестве воспламеняющего слоя использовался титан. В процессе эксперимента было отмечено, что горение происходит послойно и равномерно, что определило однородность состава продуктов синтеза. На следующем этапе ученые планируют изучить физико-механические свойства и установить взаимосвязи со структурой полученного материала.
