Российские ученые сумели в десятки раз увеличить стойкость титана в промышленных реакторах

По уровню коррозийной стойкости полученные сплавы превосходят специальную кислотостойкую нержавеющую сталь

Ученые Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук (ИЯФ СО РАН) и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) разработали новую технологию нанесения антикоррозионных покрытий на титан, из которого изготавливаются реакторы для химической промышленности, увеличив его стойкость в десятки раз. Об этом в четверг сообщила пресс-служба ИЯФ СО РАН.

"Ученые ИЯФ СО РАН и НГТУ разработали технологию наплавки коррозионностойких покрытий из тантала, ниобия или циркония на титан с помощью промышленного ускорителя электронов ЭЛВ-6. Полученный материал может применяться при изготовлении реакторов для химической промышленности: по уровню устойчивости к агрессивному воздействию он в десятки раз превосходит специальную кислотостойкую нержавеющую сталь, которая традиционно применяется в этой области", - говорится в сообщении.

Высокая коррозионная стойкость материала актуальна, прежде всего, для химической промышленности. Для изготовления специальных реакторов, которые способны выдержать воздействие кипящих кислот - азотной, соляной и серной - традиционно используются специальные кислотостойкие сорта нержавеющей стали. Задачей ученых было найти более устойчивую и практичную альтернативу.

Из всех материалов, применяющихся в промышленности (наряду с платиной и золотом), наибольшей устойчивостью к коррозии обладает тантал - его стойкость сопоставима с платиной, за ним идут цирконий, ниобий, молибден и гафний. Все эти металлы близки по строению к более дешевому и распространенному титану. Однако, в обычных условиях получить сплавы из этих материалов достаточно трудно. Для сравнения: температура плавления титана составляет 1660°C, а тантала - 3000°С, и в результате получается, что куски тантала просто тонут в расплавленном титане.

Для решения этой проблемы команда ученых использовала промышленный ускоритель ЭЛВ-6 с высокоэнергетическим (1,4 МэВ) электронным пучком. В качестве основы они взяли пластины титана, на поверхности которых равномерно распределяли порошок из смеси титана и тантала. Под воздействием электронного пучка частицы тантала растворились в титане, как сахар в воде. В результате получился слой, который увеличивает коррозионную стойкость исходного металла до 100 раз.

"По уровню коррозийной стойкости титановые сплавы, полученные методом электронно-лучевой наплавки, превосходят специальную кислотостойкую нержавеющую сталь в десятки раз. Поэтому несмотря на то, что стоимость нашего материала будет составлять около 3 тыс. рублей за килограмм против 900 рублей за килограмм кислотостойкой нержавеющей стали, по соотношению стойкость/стоимость он выигрывает в несколько раз", - сказал участник исследования, аспирант кафедры материаловедения НГТУ Виталий Самойленко.