Ученые ИЯФ СО РАН и НГТУ сделали титан еще более «титаническим»
Сибирские ученые разработали технологию, на несколько порядков повышающую коррозийную стойкость титана. Благодаря прочности, легкости, стойкости к коррозии титан имеет массу применений в аэрокосмической отрасли и медицине. Также он почти не вызывает раздражения при имплантации в организм.
«По уровню коррозийной стойкости наши сплавы превосходят специальную кислотостойкую нержавеющую сталь в десятки раз. Поэтому, несмотря на то, что стоимость килограмма материала выше — 3000 против 900 рублей, по соотношению цена-качество он выигрывает в несколько раз», — рассказывает Виталий Самойленко, инженер НГТУ.
С помощью технологии порошковой металлургии, известной еще со времен Древнего Египта, и современного ускорителя, чей пучок может плавить и мелкие частицы из титана, и аналогичные фрагменты из тугоплавких материалов, российские физики разработали технологию наплавки на титан коррозионностойких покрытий из тантала и ниобия.
Методика работает следующим образом: ученые берут пластину из титана и покрывают ее тонким слоем порошка, состоящего из микроскопических частиц титана и тантала, а также других тугоплавких металлов. После этого по ней проходит электронный луч, вырабатываемый ускорителем частиц ЭЛВ-6, созданным специально для подобных целей в ИЯФ СО РАН.
«Электронный пучок проникает сквозь порошок и плавит частицы титана и поверхность титановой пластины. Частицы тантала смачиваются титаном и растворяются в нем, как сахар в воде. Так мы получаем наплавленный слой, который увеличивает коррозионную стойкость исходного металла до ста раз», — добавляет Михаил Голковский, старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН.
По словам ученого, подобные «слоеные» пластины можно обрабатывать и использовать в металлургической промышленности таким же образом, как и обычный титан или другие металлы — защитный слой трескается и повреждается только в самых экстремальных ситуациях.
Листы из данного материала можно деформировать разными способами и получать из них конструкции любой формы, толщины и размеров.
С помощью этой технологии российские физики разработали несколько сплавов титана и тугоплавких металлов, обладающих рекордно высокой стойкостью к действию соляной, серной и азотных кислот и при этом отличающиеся относительно низкой стоимостью.
Конструкции из подобных материалов, как отмечают новосибирские ученые, будут заметно легче, чем аналогичные сосуды из кислотостойкой нержавеющей стали, что поможет им быстро проникнуть на промышленные предприятия и в лаборатории химиков.
На фото: 1. титановая пластина с наплавленным антикоррозионным слоем, толщина 12,5 мм. 2. поперечный разрез материала с наплавленным слоем после прокатки. Исходная толщина материала — 12,5 мм, толщина после прокатки — 3 мм.
Пресс-релиз ИЯФ СО РАН
