Ученые Института физики имени Л.В. Киренского СО РАН в составе Красноярского научного центра СО РАН разработали технологию получения алюминиево-борного сплава с равномерным распределением легирующего элемента по всему объему материала. В основе метода — обработка алюминиевого расплава потоком низкочастотной плазмы с добавлением фуллеренов. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Добавление бора значительно повышает прочность и коррозионную стойкость алюминия, что делает такие сплавы востребованными в авиации, машиностроении, электронике и ядерной энергетике. Однако получить равномерный сплав технологически сложно: бор плохо смачивается расплавленным алюминием и склонен собираться в крупные агломераты, резко снижающие механические свойства. Все ранее применявшиеся методы либо не давали нужной однородности, либо вносили посторонние загрязнения.
В новой технологии порошок бора подается в алюминиевый расплав через плазменный поток. Под воздействием плазмы частицы бора дробятся до нанометрового диапазона и легко проникают в расплав. Циркулирующие конвективные потоки, возникающие из-за перепадов температур и магнитного поля плазмы, разносят частицы равномерно по всему объему. Роль фуллеренов — устранение оксидной пленки на поверхности алюминия: они восстанавливают металл, сами окисляясь до углекислого газа и «улетая» из реакционной зоны, не образуя твердых примесей.
«Плазменный метод позволяет вводить любой элемент в любой материал, точно дозировать легирующее вещество и контролировать его распределение. Нет проблем со сцеплением слоев, нет промежуточных загрязнений», — отметил Григорий Чурилов, д.т.н., профессор, заведующий лабораторией аналитических методов исследования вещества Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН.
Эксперименты показали: с ростом содержания бора твердость сплава несколько снижается — это ограничивает применение метода в конструкциях с требованием максимальной прочности. Для лигатур и большинства технологических нужд это некритично. В дальнейшем исследователи планируют изучить, как параметры плазменного синтеза влияют на микроструктуру и механические свойства сплава.
Ранее российские ученые нашли способ повысить надежность объектов, работающих в экстремальных условиях.
