11 июня 2024 г., AviaStat.ru – Российские ученые на 237% повысили твердость алюминиевого сплава для авиационной и морской промышленности путем добавления больших количеств нитрида циркония, что также значительно улучшило упругость и прочность этого материала. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу НИТУ МИСИС.

"Для улучшения свойств алюминиевых сплавов используются различные армирующие добавки, в том числе нитрид циркония. Меняя количество добавки, можно регулировать параметры материала: относительную плотность, механические и теплофизические свойства. Каждый композит может найти применение в передовых инженерных областях", — пояснила научный сотрудник НИЦ "Конструкционные керамические наноматериалы" НИТУ МИСИС Вероника Суворова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Ученые разработали подход, который позволяет получать композитные материалы на базе сплавов алюминия для авиационной и морской промышленности, которые в разы превосходят своих предшественников по уровню твердости, упругости, прочности и другим механическим характеристикам. Для их производства применяются методы порошковой металлургии.

В их рамках смесь из исходных материалов в виде частиц сплава алюминия, магния и кремния, а также порошка из нитрида циркония, перемалывается при помощи планетарной шаровой мельницы и затем обрабатывается при помощи методики искрового плазменного спекания. Это приводит к образованию композитного материала, в котором армирующие частицы нитрида циркония равномерно распределены по матрице из алюминиевого сплава.

Используя комбинацию этих методов, ученые синтезировали несколько композитов с разным содержанием нитрида циркония. Последующее изучение их свойств показало, что добавление 30 % нитрида циркония к алюминиевому сплаву значительным образом улучшает механические свойства материала, в том числе его твердость на 237 %, модуль упругости на 56 % и прочность на сжатие на 183 %.

В дополнение к этому, исследователи обнаружили, что добавление нитрида циркония также делает итоговый композитный материал более пригодным для использования в качестве "чернил" для систем трехмерной печати. В перспективе, это позволит печатать высокопрочные конструкции из подобных композитов, что значительно расширяет их практическую применимость, подытожили исследователи.