Российские ученые научились получать сверхтвердые материалы на открытом воздухе

Созданная коллективом Томского политеха установка позволяет получать сверхтвердые карбиды титана без дорогостоящего оборудования для создания вакуума

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали установку для получения сверхтвердых материалов на основе соединений углерода и титана, которая работает на открытом воздухе, а не в вакууме, что значительно удешевляет процесс, так как не требует специальных условий и дорогостоящего оборудования. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.

"Коллектив молодых ученых Томского политехнического университета разработал установку для получения сверхтвердых материалов на основе карбидов титана. Это безвакуумный метод, и в этом его основное преимущество по сравнению с аналогами. Потому что в таком случае процесс получения карбидов не требует специальных условий инертной газовой среды, а значит и дорогостоящего оборудования, - он протекает на открытом воздухе", - говорится в сообщении.

Карбид титана отличается особой прочностью и устойчивостью к высоким температурам. Его используют для нанесения износостойких покрытий, для изготовления тиглей, то есть стойких к расплавлению металлами емкостей, и так далее. Помимо карбида титана на своей установке ученые также получили образцы карбида кремния и карбида бора, которые применяют для создания компонентов силовой электроники, изделий ядерной промышленности, керамических бронепластин и других изделий.

Руководитель проекта, доцент отделения автоматизации и робототехники ТПУ Александр Пак пояснил, что большинство научных коллективов сейчас получают карбиды электродуговым методом, который протекает в вакууме, в защитных инертных атмосферах, например, из аргона, водорода или гелия. Это влечет за собой необходимость ряда технических средств и, соответственно, затрат.

"Как показывает анализ мировых публикаций, лишь около 6% публикаций в мире описывают успешный синтез неоксидных материалов на открытом воздухе, предлагая свои подходы. Наша группа входит в этот небольшой процент, кроме того, описания синтеза в атмосферной плазме дугового разряда постоянного тока именно карбидов кремния, бора и титана нам в литературе не встречались", - сказал ученый, слова которого приводятся в сообщении.

Установка, разработанная в Томском политехе, может быть размещена на обычном письменном столе, по площади она занимает менее квадратного метра. Она состоит из простых элементов: силового источника питания, источника постоянного тока, электродов и системы управления, которая позволяет установке работать в автоматизированном режиме. Сам процесс синтеза карбидов занимает всего несколько секунд.

"Экспериментальное исследование, посвященное синтезу того или иного материала требует обеспечения повторяемости экспериментов, иначе невозможно добиться стабильности параметров разряда и параметров выходного продукта. За это в нашем случае отвечает система управления. Мы уже получили два авторских свидетельства к программе для системы управления электродуговым реактором и продолжаем совершенствовать программную часть, а сама установка и способ получения карбида титана находятся в процессе патентования", - сказал руководитель проекта.

Пак добавил, что далее ученые намерены усовершенствовать технологию таким образом, чтобы минимизировать примеси в конечном продукте, а также повысить его объем.