Среда , 16 Октябрь 2019
Home / Наука и техника / Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз

Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз

Человечество еще несколько веков назад научилось обрабатывать металлы. С открытием способов работы с металлами люди совершенствовали кузнечное дело, пытаясь улучшить свойства металлических изделий. В ход шло все: закалка, создание сплавов, покрытие металлов специальными веществами и так далее. Но в определенный момент и этого стало недостаточно. Тогда на помощь пришли высокие технологии. И совсем недавно группа российских ученых нашла способ улучшить некоторые свойства стали в 100 раз.

Новая технология сделает сталь гораздо прочнее и устойчивее к повреждениям

Как сообщает издание Еurekalert, за разработкой новой методики стоят ученые из Томского Политехнического Университета (ТПУ), а результаты исследования были опубликованы в журнале Surface and Coatings Technology и представлены на конференции по модификации поверхности материалов ионными пучками (SMMIB) 2019.

Почему понадобилось улучшать свойства металлов?

Дело в том, что на сегодняшний основным способом придать стали (и другим металлам) полезные свойства вроде прочности, износостойкости и так далее является процесс под названием «легирование». Легирование — это, говоря простым языкаом, добавление в состав металлов дополнительных веществ (примесей) для изменения физических и химических свойств требуемого материала. Сегодня традиционные методы легирования, как сообщается, исчерпали свой технологический потенциал. Поэтому металлы все чаще подвергаются воздействию пучков заряженных частиц, потоков плазмы и лазерного излучения для того, чтобы добиться нужных результатов.

Это интересно: Какого металла больше всего во Вселенной

Ионная имплантация (ионное легирование) является одним из методов, позволяющих изменять элементный состав, микроструктуру и морфологию поверхностных слоев, определяющих такие свойства, как износостойкость, коррозионная стойкость, прочность и др. Томские ученые разработали новый метод ионной имплантации, который резко расширяет область применения метода в промышленности. По словам заведующего лабораторией высокоинтенсивной ионной имплантации Александра Рябчикова, им удалось экспериментально повысить износостойкость нержавеющей стали более, чем в сто раз.

Экспериментальная установка по увеличению прочности стали

Кроме того, данная технология позволяет изготавливать детали и изделия с необходимыми удельными поверхностными свойствами. Например, барьерный слой (то есть внешний слой изделия) образуется путем ионного легирования циркония титаном, что предотвращает проникновение кислорода. Это может быть использовано для увеличения срока службы и безопасности при эксплуатации, например, на атомных станциях и использовании таких металлов в ядерных реакторах.

В настоящее время промышленное применение ионного легирования ограничено малой толщиной образующихся ионно-легированных слоев. И это основная проблема, которая не позволяет использовать новый подход для производства металлов нового типа. Но мы предлагаем увеличить глубину проникновения ионов в материал путем усиления радиационно-индуцированной диффузии пучками ионов высокой плотности, которые на два-три порядка превосходят те, что используются при традиционной ионной имплантации, — сказал Александр Рябчиков.

Таким образом можно будет, как считают ученые, добиться более хороших результатов при создании высокопрочных и износостойких металлов. Полученные в лаборатории результаты подтверждают эту гипотезу. Созданные образцы стали имеют поверхностный слой глубиной в несколько сотен микрометров, в то время как другие методы ионного легирования позволяют получить глубину лишь в несколько десятков нанометров. Авторы подчеркивают, что применение новой технологии позволит изготавливать металлы с уникальными свойствами, что даст возможность в несколько десятков раз повысить качество выпускаемой продукции.

{ «@context»: «//schema.org», «@type»: «Article», «name»: «Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз», «headline»: «Российские ученые придумали, как улучшить свойства стали в 100 раз», «author»: { «@type»: «Person», «name»: «Владимир Кузнецов» }, «datePublished»: «2019-09-06 21:00:47», «dateModified»: «2019-09-06 17:05:56», «image»: [«//hi-news.ru/wp-content/uploads/2019/09/steeeel-650×482.jpg»], «mainEntityOfPage»: «//hi-news.ru/technology/rossijskie-uchenye-pridumali-kak-uluchshit-svojstva-stali-v-100-raz.html», «publisher»: { «@type»: «Organization», «name»: «Hi-News.ru», «logo»: { «@type»: «ImageObject», «url»: «//hi-news.ru/wp-content/themes/101media/img/hi-apps_mini.jpg» } } }

Советуем посмотреть

Harley-Davidson остановила производство электрическим мотоциклов. Что с ними не так?

Наверное, в мире крайне мало людей, которые не слышали про легендарные мотоциклы американской компании Harley-Davidson. …

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.