Механохимический синтез интерметаллидов для двигателей будущего исследовали в НГТУ НЭТИ
Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ в лабораторных условиях получили тугоплавкий силицид ниобия. Суперпрочный и тугоплавкий интерметаллид представляет интерес в аэрокосмической отрасли как замена жаропрочным никелевым сплавам.
Заведующий кафедрой технологии машиностроения механико-технологического факультета НГТУ НЭТИ кандидат технических наук, доцент Евгений Головин рассказал, что силицид ниобия был получен в высокоэнергетической планетарной мельнице «Активатор 2SL». Доклад об этом исследовании был представлен на XXVIII Международной научно-технической конференции Уральской школы металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», посвященной 100-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки доктора технических наук, профессора Леонида Иннокентьевича Тушинского, основателя школы материаловедения НГТУ НЭТИ.
«Мы провели серию экспериментов с целью получения силицидов ниобия в шаровой мельнице, поместив туда порошки кремния, ниобия и мелющие тела — шары из твердого сплава ВК8. Исследования полученного порошкового материала показали, что нам удалось синтезировать большое количество (до 66%) целевой фазы, а именно силицида ниобия Nb5Si3». Результаты экспериментов опубликованы в научной статье.
«Такого результата в литературе мы не встречали, — отметил ученый. — Насколько мне известно, именно это соединение в таких условиях мы получили впервые. Были только работы исследователей, получавших методом механосинтеза другие, менее тугоплавкие силициды ниобия. Нас же интересует именно Nb5Si3, он самый тугоплавкий в системе Nb-Si».
Силицид ниобия Nb5Si3, который относится к классу интерметаллидов, представляет большой интерес в аэрокосмической отрасли из-за уникальных свойств. «Силицид ниобия легче жаропрочных никелевых сплавов (ЖНС), но самое главное, является очень тугоплавким соединением — плавится при температуре 2500°C, что на тысячу градусов выше ЖНС, которые сегодня используются в авиастроении», — рассказал Евгений Головин.
При этом соединение отличается высокой хрупкостью и окисляется при высоких температурах. «Во всем мире ученые решают эти проблемы, чтобы получить материал будущего. Мы сосредоточились на задаче доступного синтеза силицида ниобия. Нам удалось получить этот тугоплавкий материал в шаровой мельнице фактически при комнатной температуре. Другие технологии, например, индукционная плавка и литье, чрезвычайно сложны и дороги», — подчеркнул Евгений Головин, добавив, что дальнейшие исследования будут посвящены изготовлению из полученных порошков деталей с помощью электроискрового спекания.
Ранее ученые НГТУ НЭТИ разработали коррозионностойкое покрытие на основе высокоэнтропийных сплавов, упрочненных тугоплавкими частицами. Благодаря повышенной коррозионной стойкости, износостойкости и пластичности покрытие может применяться в химической промышленности и энергетике.
