Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) и Института сильноточной электроники(ИСЭ) СО РАН разработали метод нанесения на металлы износостойких покрытий с их последующим вплавлением в подложку на основе алюминия, сообщает пресс-служба ТПУ.

Чтобы создать прочный, легкий, устойчивый к коррозии материал для авиационной и космической техники, традиционно используют метод, предполагающий нанесение на основу из легкого алюминия антикоррозионного покрытия. Но покрытие, которое легко наносится методом напыления, легко снимается, поэтому , чтобы создать прочное покрытие, технологи используют метод нанесения многослойных покрытий, которые требует длительного времени.

Ученые из ТГУ и ИСЭ СО РАН предложили решить проблему адгезии (сцепления) основы и покрытия иначе: они предложили вплавлять покрытие в подложку. Преимущество предлагаемого метода в быстроте и надежности: по словам авторов, на вплавление уходят микросекунды, а адгезия повышается. Осуществить этот метод позволили специальные электронно-ионно-плазменные установки, созданные учеными ИСЭ СО РАН и ТПУ - благодаря им ученые смогли нанести на основу из алюминия и силумина (сплав алюминия с кремнием) стойкое покрытие на основе титана, нитрида титана и силумина, содержащего 25% кремния. Особенность разработанной методики заключается в том, что покрытие не просто напыляется на подложку, а вплавляется в нее при помощи интенсивного импульсного электронного пучка.

«Эти металлы обладают малым весом, хорошей коррозионной стойкостью. Для использования в авиа- и космостроении необходимо только модифицировать их прочностные и трибологические свойства: увеличить твердость и износостойкость», — приводятся в сообщении пояснения магистранта кафедры наноматериалов и нанотехнологий ТПУ Марии Рыгиной.


Образцы металлов, модифицированных по технологии ученых ТПУ и ИСЭ СО РАН. Фото предоставлено пресс-службой ТПУ.

Экспериментальные исследования показали, что в результате практически в шесть раз возрастает твердость металла и в три раза — износостойкость. Как полагают авторы разработки, из модифицированных металлов могут быть изготовлены детали внутренних механизмов космических аппаратов: именно они подвергаются наибольшему износу. В настоящее время метод уже используется в производстве деревообрабатывающих инструментов и деталей для машиностроения.