19 августа в 16:29 в Самарском политехе исследователи представили новый метод производства керметов — композитов, которые соединяют твердость керамики с пластичностью металла. Над технологией работала команда кафедры «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы», несколько лет улучшавшая свойства этих материалов. Информацией поделилось издание Togliatti24.
Традиционные способы изготовления композитов требуют много времени и энергии, а также сложного оборудования, например реакторов-центрифуг и двухкамерных тиглей. Разработанный подход основан на совмещении самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и металлотермии. Благодаря этому керметы получаются за счет естественной пропитки керамики расплавленным металлом, без дополнительных источников энергии и громоздких установок.
Технология выглядит следующим образом: порошковую смесь (СВС-шихту) прессуют и помещают в выемку из керамического порошка или графита. Сверху насыпают металлотермический состав и поджигают его. Возникающая реакция термита дает жидкий металл, который проникает в керамическую основу, формируя готовый композит.
Взаимодействие с частицами шихты запускает горение, в ходе которого образуется пористая керамика, а ее каркас заполняется жидким металлом. Через 30–40 секунд материал остывает, металл затвердевает — получается кермет. «Наша технология энергоэффективна и проста в реализации, — отметил доцент Евгений Латухин. — Ее новизна в отказе от закрытых реакторов и принудительной инфильтрации».
Для выемки достаточно использовать обычный речной песок, а сам процесс можно проводить на открытом воздухе. Метод позволяет изготавливать изделия с содержанием тугоплавкой керамической фазы от 40% до 80% без внешних источников энергии. Время изготовления сокращается с часов до секунд. Полученные керметы отличаются высокой прочностью, твердостью, износостойкостью и электропроводностью. Кроме того, ученые разработали уникальную опалубку для промышленных реакторов.