Медно-графитовые композиты с никелем и титаном: состав и свойства
В основе исследования лежат композиты на медной основе, обогащенные графитом. Как пояснила автор проекта, научный сотрудник лаборатории физики многофазных сред ИТПМ СО РАН кандидат химических наук Томила Видюк, добавление графита улучшает антифрикционные свойства.
"Графит существенно снижает коэффициент трения композитов на основе меди, что, в свою очередь, должно повысить износостойкость, позволяя материалам служить значительно дольше", – отметила исследователь.
Для улучшения смачиваемости графита медью в композит вносится третий компонент – никель или титан. В рамках проекта также исследуются медно-графитовые композиты, содержащие карбид вольфрама. Эти материалы, сочетающие электропроводность и высокую твердость, могут найти применение в электродах для сварки сопротивлением и электроэрозионной резки.
Электроискровое спекание и холодное газодинамическое напыление: технологии получения
В проекте используются две технологии получения новых материалов:
- Электроискровое спекание – порошок помещается в пресс-форму, подвергается механическому давлению и одновременному воздействию электрического тока. Высокая температура вызывает спекание порошка, формируя готовый материал. Сейчас исследователи получают таблетки диаметром 20 мм и толщиной около 4 мм, технология масштабируема для промышленного производства.
- Холодное газодинамическое напыление – порошок разгоняется воздухом или азотом до сверхзвуковых скоростей и соударяется с подложкой. Частицы закрепляются на поверхности, наращивая износостойкое покрытие. Это открывает возможности для модификации деталей.
"В настоящее время мы уделяем около 90% времени электроискровому спеканию, но уже в ближайший месяц планируем начать активные эксперименты с напылением. Наша цель – получить материалы, которые превосходят существующие аналоги по своим характеристикам: сниженный коэффициент трения, повышенная износостойкость, увеличенный срок службы и улучшенные механические свойства", – заявила Томила Видюк.
Токоприемники для электротранспорта и электроды для сварки: области применения
Новые материалы предназначены для изготовления скользящих контактов, а также деталей железнодорожного транспорта, в первую очередь элементов токоприемников для метро, троллейбусов, трамваев и электричек.
Полученные образцы проходят испытания на твердость, электропроводность, коэффициент трения и износостойкость. Первые результаты подтверждают, что характеристики улучшены по сравнению с существующими аналогами.
Разработки сибирских ученых открывают путь к созданию новых материалов для высокотехнологичных отраслей – от транспорта до тяжелой промышленности.
