Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Навигатор абитуриента

Ученые придумали, как улучшить свойства стали в сто раз

© РИА Новости / Илья Питалев / Перейти в фотобанкРабочие у первой пилотной металлургической печи для выплавки чугуна из отходов металлургии в Мценске
Рабочие у первой пилотной металлургической печи для выплавки чугуна из отходов металлургии в Мценске
МОСКВА, 30 авг — РИА Новости. Ученые из Томского политехнического университета (ТПУ) усовершенствовали процесс легирования, что позволяет не только повысить износостойкость материалов, но и придать им качественно новые характеристики. Результаты исследования опубликованы в "Surface and Coatings Technology".
Легирование — улучшение свойств металла за счет примесей, это востребовано в высокотехнологичных производствах, науке и энергетике.
По словам ученых ТПУ, сегодня традиционные методы легирования исчерпали свой технологический потенциал. Для изготовления материалов с улучшенными свойствами все чаще прибегают к воздействию на металл пучками заряженных частиц, потоками плазмы и лазерным излучением.
Ионная имплантация (ионное легирование) — один из таких методов, который позволяет изменять элементный состав, микроструктуру и морфологию поверхностных слоев, определяющих такие свойства материалов, как износостойкость, коррозионная стойкость и другие.
© Фото : Пресс-служба ТПУЛаборатория Томского политехнического университета (ТПУ)
Лаборатория Томского политехнического университета (ТПУ)
Лаборатория Томского политехнического университета (ТПУ)
Томские ученые разработали новый способ ионной имплантации, кардинально расширяющий возможности применения этого метода в промышленности. Так, по словам руководителя исследований, заведующего лабораторией высокоинтенсивной ионной имплантации ТПУ Александра Рябчикова, в экспериментальных условиях удалось повысить износостойкость нержавеющей стали более чем в сто раз.
Кроме того, с помощью этой технологии можно создавать детали и изделия с заданными специфическими свойствами поверхности. К примеру, при ионном легировании циркония титаном формируется барьерный слой, препятствующий проникновению водорода, что может быть применено для увеличения срока и повышения безопасности эксплуатации ядерных топливных элементов.
Применение ионной имплантации в промышленных масштабах сдерживается малой толщиной формируемых ионно-легированных слоев. Решение этой проблемы за счет увеличения кинетической энергии потока ионов требует использования больших ускорителей, что экономически нецелесообразно.
Проект Северкор
В России создана сталь, которая вдвое увеличит срок службы нефтепроводов
"Предложенный нами способ увеличения глубины проникновения ионов в материал заключается в усилении радиационно-стимулированной диффузии пучками ионов очень высокой плотности, на два-три порядка превосходящими используемые в традиционной ионной имплантации", — рассказал Александр Рябчиков.
Полученные лабораторией результаты подтверждают возможность создания легированного поверхностного слоя глубиной до нескольких сотен микрометров, в то время как результаты других методов ионного легирования достигают глубины лишь в десятки и сотни нанометров.
Авторы исследования полагают, что развитие метода высокоинтенсивной имплантации ионов с низкой энергией может произвести революцию в технологиях улучшения свойств материалов. Дальнейшие исследования в этом направлении в перспективе позволят удешевить применение этой технологии и повысить качество продукции. Работа ученых ТПУ поддержана грантом Российского научного фонда.
С 26 по 30 августа 2019 года на базе Томского политехнического университета проходит международная конференция по модифицированию поверхности материалов ионными пучками (SMMIB-2019), в которой принимают участие более 150 делегатов из 22 стран. Крупнейшее в своей области научное событие впервые проводится в России и собрало ведущих ученых из Германии, Китая, США, Японии, Франции.
Рекомендуем
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала