Ученые из НИТУ МИСИС и их китайские коллеги разработали инновационное жаростойкое покрытие для защиты молибденовых сплавов от высокотемпературного окисления. Это достижение, опубликованное в журнале Open Ceramics, открывает новые возможности для применения материалов в экстремальных условиях.
Молибденовые сплавы, в частности сплавы Mo5SiB2 на основе Т2-фазы, давно привлекают внимание исследователей своей потенциальной жаропрочностью. Однако их использование ограничено из-за склонности к окислению при температурах выше 1200 °C, что приводит к разрушению материала. Для решения этой проблемы ученые обратились к идее создания защитных покрытий с содержанием кремния и бора.
Исследовательская группа разработала покрытие с составом Mo30Si60B10, отличающееся повышенным содержанием кремния. Используя метод магнетронного распыления, они смогли создать защитные слои различной толщины - от 1 микрометра до 10 миллиметров. Такой диапазон толщин позволяет подобрать оптимальные параметры покрытия для различных применений.
Евгений Левашов, заведующий кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ МИСИС, подчеркнул значимость разработки. По его словам, новое покрытие расширяет возможности использования материалов в условиях высоких температур, коррозии и эрозии, что особенно важно для металлургии и двигателестроения.
Эксперименты показали впечатляющие результаты. Благодаря повышенному содержанию кремния, новое покрытие снижает скорость окисления молибденовых сплавов в десятки раз при температурах до 1700 °C. Это значительное улучшение по сравнению с существующими решениями.
Но защита от окисления - не единственное преимущество нового покрытия. Исследователи обнаружили, что оно также улучшает механические свойства материала. В частности, твердость увеличивается на 40%, способность сопротивляться растяжению и сжатию - на 18%, а упругость при сжатии после снятия растягивающего усилия - на 25%.
Эти улучшения механических свойств открывают новые перспективы для применения молибденовых сплавов в различных отраслях промышленности. Материалы с таким покрытием могут использоваться в производстве деталей, работающих в экстремальных условиях, где требуется высокая жаропрочность и устойчивость к окислению.
Исследование было проведено при поддержке Российского научного фонда и Национального естественнонаучного фонда Китая, что подчеркивает важность международного сотрудничества в решении сложных научно-технических задач.
