Бор против коррозии: разработано новое износостойкое покрытие для морской техники

Исследователи Университета МИСИС предложили новую технологию нанесения защитного покрытия на объекты морской и прибрежной инфраструктуры, а также на детали промышленного оборудования, работающего в условиях повышенной влажности. Учёные выяснили, что наилучшую коррозионную стойкость обеспечивает нанесение высокоэнтропийных покрытий методом электроискрового легирования.

При постоянном контакте с водой любой сплав окисляется. Даже нержавеющие стали не всегда выдерживают такие условия: поверхность повреждается при трении и под воздействием морской соли.

«Одна из ключевых задач Университета МИСИС как признанного лидера в области материаловедения — обеспечить создание материалов с сочетанием свойств, необходимых для их практического применения в производстве. Новая технология нанесения защитного покрытия, разработанная исследователями НИТУ МИСИС под руководством одного из ведущих материаловедов России и мира, д.ф.-м.н., профессора Дмитрия Штанского может использоваться промышленными компаниями для защиты объектов морской и прибрежной инфраструктуры», — сказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.

Чтобы повысить срок службы изделий, соприкасающихся с коррозионной средой, учёные НИТУ МИСИС предложили наносить на них методом электроискрового легирования аморфное покрытие на основе высокоэнтропийного сплава с добавлением бора.

К.т.н. Константин Купцов, старший научный сотрудник научно-учебного центра самораспростра­няющегося высокотемпера­турного синтеза МИСИС-ИСМАН объясняет: «Аморфная структура — это состояние вещества, при котором атомы расположены произвольно, без чёткой кристаллической решётки. Такой беспорядок делает материал более стойким к коррозии, потому что агрессивная среда не может с лёгкостью проникнуть в его структуру. Мы получили материал, по характеристикам соответствующий нержавеющей стали, но до 4 раз твёрже. Покрытия могут увеличить срок службы изделий, работающих в условиях морской воды — это насосные системы, импеллеры, клапаны, валы и т. д. Благодаря этому предприятия в перспективе снизят затраты на техническое обслуживание и ремонт».

Свойства и структуру покрытия можно настраивать, комбинируя состав и условия постобработки. В одном случае его делают прочным и стойким к коррозии — такое покрытие хорошо подходит для деталей, которые постоянно работают в воде. В другом — особенно твёрдым, чтобы лучше защищать от трения и износа. Результаты опубликованы в научных журналах Materials Today Communications (Q1) и Journal of Alloys and Compounds (Q1).

«Создание высокоэнтропийных материалов, в том числе аморфных — перспективное направление современного материаловедения. Они отличаются твёрдостью и эффективно противостоят износу, коррозии и воздействия агрессивных сред — химических, таких как морская соль, атмосферных и температурных», — поделился д.ф.-м.н. Дмитрий Штанский, профессор кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий, директор НИЦ «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС.

Исследование проведено при поддержке Российского научного фонда (грант № 20—79—10104-П).

Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»