Российские ученые разрабатывают металл, «залечивающий» трещины
Инновационный материал повысит надежность работы механизмов при высоких нагрузках, снизит затраты на ремонт и замену деталей
Новый класс металлических материалов, способных самостоятельно восстанавливаться путем устранения микродефектов, разрабатывают сотрудники Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ). Проект преподавателя кафедры материаловедения и физико-химии материалов, аспиранта кафедры Ксении Рыбальченко призван решить проблему износа и преждевременного разрушения деталей. Об этом сообщается на сайте вуза – партнера медиасети TV BRICS.
Исследователь предлагает добавлять в тугоплавкую матрицу высокоэнтропийного сплава (состоит из пяти и более основных элементов) легкоплавкие включения. Если в металле из-за нагрузок возникает микротрещина или пора, достаточно нагреть деталь. Включение расплавится и заполнит дефект, буквально «залечив» его без вмешательства человека.
«Мы "играем" на разнице температур. Матрица остается твердой, а легкоплавкое включение жидким и затекает в трещину. Это позволяет продлить срок службы детали, не давая ей выйти из строя сразу при появлении дефекта», – рассказала Рыбальченко.
Научная работа обладает важной экономической составляющей. Современные материалы для ответственных узлов, работающих при высоких нагрузках, часто требуют дорогостоящих компонентов и сложных технологий восстановления. Команда ученых ЮУрГУ стремится получить материал, который при столь же высоких механических свойствах будет значительно доступнее по стоимости.
По прогнозу ученых, «самозалечивающиеся» высокоэнтропийные сплавы смогут найти применение в автомобильной и аэрокосмической промышленности. В настоящее время проект находится на этапе лабораторных исследований и компьютерного моделирования. Ученые готовятся к экспериментальному получению прототипов в лаборатории.