Ученые Университета МИСИС и Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) предложили инновационную методику выращивания вольфрама химической пропиткой из газовой фазы. С её помощью слой материала растет быстрее в 11 раз. Новый способ дешевле и быстрее, что открывает новые перспективы для 3D-печати изделий сложной формы для работы в условиях экстремально высоких температур.
Вольфрам обладает высокой температурой плавления и жаропрочностью, что делает его идеальным материалом при производстве элементов электромагнитных калориметров, электровакуумных приборов и других устройств, работающих в экстремальных условиях.
«Для получения вольфрамовых изделий используются несколько методов, но каждый имеет свои недостатки. Порошковая металлургия, например, приводит к высокой пористости материала. Селективное лазерное плавление образует пустоты в материале и требует дорогого оборудования и порошка для печати. С помощью этих способов тяжело получить сложные формы», — рассказал инженер центра инфраструктурного взаимодействия и партнерства MegaScience НИТУ МИСИС Тимофей Букатин.
В исследовании, опубликованном в научном журнале Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, ученые НИТУ МИСИС и ИФХЭ РАН предложили способ получения монолитного вольфрама, совместив методы химического осаждения из газовой фазы и селективного лазерного плавления. Металлический порошок из лома вольфрама пропитали вторично осаждённым вольфрамом. Исследователи объединили лучшие характеристики двух техник, предотвратив возникновение возможных недостатков, и обеспечили равномерное распределение вторично осаждённого вольфрама в порошке.
«Новый метод поможет сократить стоимость производства, улучшить качество материала и открыть новые возможности для получения изделий сложной формы с заданными свойствами, например, с высокой прочностью, теплопроводностью, коррозионной стойкостью», — отметил к.ф.-м.н. Дмитрий Карпенков, ведущий эксперт центра инфраструктурного взаимодействия и партнерства MegaScience, доцент кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС.
Химическая пропитка из газовой фазы — перспективный метод для производства вольфрамовых компонентов сложной формы с высокими эксплуатационными характеристиками. Сейчас идёт работа над повышением плотности пропитываемых образцов.
