Ученые Томского политехнического университета разработали установку для получения сверхтвердых материалов на основе карбидов титана*.
Установка для получения сверхтвердых материалов основана на безвакуумном методе и обладает значительным преимуществом по сравнению с аналогами. Процесс получения карбидов не требует специальных условий инертной газовой среды, а значит и дорогостоящего оборудования, — он протекает на открытом воздухе.
Кроме карбида титана, таким же способом ученые получили также образцы карбида кремния и карбида бора. Эти тугоплавкие и сверхтвердые материалы используются для создания компонентов силовой электроники, изделий ядерной промышленности, керамических бронепластин и других изделий.
«Такие материалы получают различными методами, один из них — электродуговой. Он основан на действии электродугового разряда, который создает нужные условия для синтеза материала. В промышленность этот метод пока не внедрен, так как считается относительно дорогостоящим. Однако эти решения в перспективе могут приблизить их внедрение», — говорит руководитель проекта, доцент отделения автоматизации и робототехники ТПУ Александр Пак.
По словам Александра Пака, большинство научных коллективов, получающих карбиды электродуговым методом на постоянном токе, организуют этот процесс в вакууме, в защитных инертных атмосферах, например, из аргона, водорода или гелия.
«Это влечет за собой необходимость ряда технических средств и, соответственно, затрат. И, как показывает анализ мировых публикаций, лишь около 6% статей в мире описывают успешный синтез неоксидных материалов «на открытом воздухе», предлагая свои подходы. Наша группа входит в этот небольшой процент, кроме того, описания синтеза в атмосферной плазме дугового разряда постоянного тока именно карбидов кремния, бора и титана нам в литературе не встречались», — отмечает исследователь.
Установка для получения сверхтвердых материалов, разработанная в Томском политехе, может быть размещена на обычном письменном столе, по площади она занимает менее одного квадратного метра. Она состоит из простых элементов: силового источника питания, источника постоянного тока, электродов и системы управления. А сам процесс синтеза карбидов занимает буквально несколько секунд.
*Карбид титана — соединение углерода и металлического титана. Отличается особой прочностью, устойчивостью к высоким температурам. Его используют для нанесения износостойких покрытий, для изготовления тиглей и чехлов термопар, стойких к расплавлению металлам.
Подробнее об установке для получения сверхтвердых материалов — https://tpu.ru
