Ученые самарского Политеха разработали новый способ синтеза керметов

Полученные с его помощью материалы отличаются повышенной износостойкостью.

Научный коллектив кафедры «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» Самарского политеха уже несколько лет работает над созданием новых керамико-металлических композиционных материалов (керметов) с повышенными физико-механическими свойствами. Новый способ синтеза керметов, предложенный политеховцами и апробированный при участии материаловедов из университетов США, энергоэффективен и экологичен, а также представляет интерес для промышленного процесса изготовления композитов. Результаты совместных исследований российских и американских ученых опубликованы в международном журнале Advanced Engineering Materials («Передовые инженерные материалы»), входящем в Scopus (https://doi.org/10.1002/adem.202301792).

Инженер кафедры «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» Эмиль Умеров совместно с заведующим кафедрой Александром Амосовым и доцентом Евгением Латухиным разработал и экспериментально апробировал новую схему изготовления композитов семейства «MAX-металл».

– МАХ-фаза – это относительно новый класс керамических материалов с некоторыми свойствами металлов, – рассказывает Умеров. – Они состоят из трех химических элементов (титан, кремний или алюминий и углерод), а их структура представляет собой чередующиеся слои толщиной в один атом. Такие особенности строения наделяют МАХ-фазы особыми свойствами: устойчивость к тепловым и механическим ударам, трещиностойкость, электропроводность. Но они более хрупкие, чем металл. Для повышения прочности материала как раз и создают композиты на основе МАХ-фаз. Методы их получения дорогие, энергоемкие и длительные по времени. Мы же предлагаем использовать простой и экологичный метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС).

Предложенная Эмилем Умеровым технология объединила метод СВС для получения пористого скелета МАХ-фазы с процессом самопроизвольной инфильтрации (пропитывания) металлического расплава, не требующей применения специального оборудования. Созданные таким способом композитные образцы обладают повышенными физико-механическими характеристиками. Так, эксперименты подтвердили, что эти композиты отличаются улучшенными трибологическими свойствами и механизмами износа.

– В настоящий момент мы продолжаем исследования по применению разработанного способа для производства конкретных изделий, – отмечает ученый. – Наша методика может стать основой для новых энергоэффективных технологий получения керметов, которые найдут применение при изготовлении электроконтактов, электродов, деталей триботехнического назначения, защитных материалов для ядерной энергетики, костных имплантатов нового поколения и многого другого.

Научные достижения Эмиля Умерова получили признание на всероссийском и международном уровне. Так, в феврале этого года молодой ученый Политеха стал победителем XХIV Всероссийского конкурса «Инженер года – 2023» (https://samgtu.ru/news/view/emil-umerov-stal-pobeditelem-konkursa-inzhener-goda), а также был удостоен Премии посла Китая (https://samgtu.ru/news/view/issledovateli-politexa-vpervye-poluchili-premiyu-posla-kitaya).

Фото Зарины Беркимбаевой.