Молодой ученый создает новые защитные материалы из металла и керамики

Молодой ученый создает новые защитные материалы из металла и керамики
Молодой ученый создает новые защитные материалы из металла и керамики
Молодой ученый создает новые защитные материалы из металла и керамики
Фото: www.susu.ru

Ученый Южно-Уральского государственного университета Андрей Аникеев занимается созданием уникальных композиционных материалов. Они будут обладать высокой прочностью и найдут применение в металлургии, машиностроении и оборонной промышленности. Научный проект молодого исследователя был поддержан Грантом Президента Российской Федерации.

Какими должны быть новые композиты?

Над созданием новых композитов работают специализированные лаборатории и научные коллективы по всему миру. Актуальность данного направления обусловлена тем, что композиты представляют собой высокопрочные и надежные материалы, которые могут использоваться для создания деталей самолетов и ракет, в автомобилестроении, строительстве и других областях.

«Материалы с высоким сопротивлением локальным ударным воздействиям по внутреннему строению могут быть как гомогенными (т.е. однородными по химическому составу и строению) и гетерогенными (иметь неоднородный химический состав). В настоящий момент применяются и гомогенные, и гетерогенные материалы. Несмотря на широкое применение, гомогенные материалы проигрывают гетерогенным по стойкости, поэтому ученые по всему миру занимаются созданием нового гетерогенного материала. Наиболее перспективным подходом, по моему мнению, является внедрение порошковых керамических частиц различного состава и дисперсности в металлическую матрицу с целью построения структуры, не имеющей четкой границы раздела слоев. Это позволит увеличить механические свойства нового материала, который также будет обладать свойствами, характерными для вводимых частиц» ,  — рассказывает автор проекта, кандидат технических наук, доцент Андрей Аникеев .

Фото: Кандидат технических наук, доцент Андрей Аникеев

В числе недостатков двухслойных гомогенных материалов также отсутствие взаимодействия между компонентами, что означает высокую вероятность их разрушения по границе раздела слоев. К тому же подобные материалы не всегда получаются конструкционными в силу их неоднородности. Другими недостатками являются необходимость специального дорогостоящего оборудования и высокая стоимость таких материалов.

Новый материал будет меньше подвержен разрушению

Ученые Южно-Уральского государственного университета занимаются созданием композиционных материалов, основанных на взаимодействии металлической матрицы с керамическими наполнителями, которые будут обладать невыраженной границей раздела слоев. Особенность новых сталей состоит в том, что вводимые дисперсные микрочастицы встраиваются в кристаллическую решетку формируемого материала, увеличивая количество центров кристаллизации, что и ведет к значительному увеличению механических свойств, а также увеличивает удельную плотность материала.

Второй особенностью является неравномерное распределение этих микрочастиц в объеме металла. В результате металл приобретает дополнительные свойства. Так, например, за счет частиц можно сформировать внешний слой металла высокой твердости и более вязкий внутренний слой. При этом это будет материал без границы раздела слоев, по которому обычно происходит разрушение.

Фото: Макроструктура двух образцов с различными типами частиц и различным количеством частиц

На данный момент в рамках проекта учеными проделана большая работа. Так, было проведено исследование взаимодействий вводимых частиц и металлического расплава с помощью программного комплекса FactSage с использованием различных баз данных. Кроме того, усовершенствована компьютерная модель, позволяющая прогнозировать особенности распределения керамических частиц по объему получаемой заготовки, а также получены экспериментальные образцы, которые детально исследованы на изменение микроструктуры и механические свойства.

В настоящее время научным коллективом разрабатываются режимы термообработки и пластической деформации, которые помогут обеспечить наибольшее сопротивление защитного материала локальным воздействиям. Проведенные исследования уже на данном этапе показали, что предложенным методом получится изготовить гетерогенный материал высокого качества, который будет обладать различными свойствами.

Виктория Матвейчук; фото: архив А. Аникеева, Pixabay.com
 
По теме
27 марта в замечательном зале гостеприимного спортивно-оздоровительного комплекса «Металлург» города Аша в целях укрепления здоровья, вовлечения обучающихся в систематические занятия физической культурой и спортом,
Нацпроект «Образование» создает условия для развития талантливых детей - Кунашакский район В рамках национального проекта «Образование» в Челябинской области реализуются четыре региональных проекта: «Современная школа», «Успех каждого ребенка», «Цифровая образовательная среда»,
Кунашакский район
Risunok313123.jpg - Управление образования 22 марта 2024 года на базе МОУ «СОШ №2 г. Верхнеуральска» прошла ежегодная Всероссийская акция «Сдаем вместе.
Управление образования
Дошколята для дошколят - Управление образования г. Озёрска В этом учебном году в рамках плана сетевого взаимодействия педагоги МБДОУ ЦРР ДС №54 и МБДОУ ДС №50 запланировали несколько  совместных мероприятий.
Управление образования г. Озёрска
Акция «Безопасный лёд!» - Уйский район В целях обеспечения безопасности людей на водных объектах Челябинской области, сотрудниками Чебаркульского инспекторского отделения ЦГИМС ГУ МЧС России  по Челябинской области,
Уйский район
На Южном Урале сотрудники ФСБ обезвредили «черных нефтяников» - Южноуральская панорама Злоумышленники похитили более 200 тонн дизельного топлива. УФСБ России по Челябинской области задержала шестерых местных жителей, которые воровали дизельное топливо в промышленных масштабах.
Южноуральская панорама
Свиной «пожар» по-остроленски - Газета Всходы Встреча с жителями посёлка прошла в сложной обстановке Сегодня, 28 марта 2024 года, состоялась встреча руководителей с жителями п.Остроленский.
Газета Всходы
Врач рассказал, как часто можно есть фастфуд - Областной ЦМП В четверг, 28 марта, врач Челябинского областного центра общественного здоровья и медицинской профилактики Данил Абубакиров стал гостем эфира на «Радио Ваня» в южноуральской столице.
Областной ЦМП
Встреча поколений - Ашинский район         25 марта студенты Ашинского индустриального техникума Жимоедова Карина и Чистяков Илья вместе с советником директора по воспитанию и работе с общественными организациями Бобровой Екатериной Раисовной посетили сла
Ашинский район
Всемирный день театра - Краеведческий музей 27 марта – Всемирный день театра, который ежегодно отмечается с 1962 г. В этот день мы решили рассказать о необычном спектакле, поставленном в Троицкой женской гимназии зимой 1918-1919 гг.
Краеведческий музей