tehnologija

Ruski su znanstvenici smislili kako 100 puta poboljšati svojstva čelika

Čovječanstvo je učilo prije stoljećaobrađuju metale. Otkrivanjem načina rada s metalima ljudi su poboljšali kovaštvo, pokušavajući poboljšati svojstva metalnih proizvoda. Sve je korišteno: očvrsnuće, stvaranje legura, premazivanje metala posebnim tvarima i tako dalje. Ali u određenom trenutku to nije bilo dovoljno. Tada je na snagu došla visoka tehnologija. I odnedavno, skupina ruskih znanstvenika pronašla je način da 100 puta poboljša svoja svojstva čelika.

Nova tehnologija će učiniti čelik mnogo jačim i otpornijim na oštećenja.

Prema publikaciji Eurekalert, za razvojZnanstvenici sa Sveučilišta Tomsk Polytechnic (TPU) zalažu se za novu metodologiju, a rezultati studije objavljeni su u časopisu Surface and Coatings Technology i predstavljeni na konferenciji o površinskoj modifikaciji materijala ionskim snopovima (SMMIB) 2019.

Zašto je bilo potrebno poboljšati svojstva metala?

Činjenica je da je za danas glavni putDavanje čelika (i ostalih metala) korisnih svojstava kao što su čvrstoća, otpornost na habanje i tako dalje, postupak je nazvan "legiranjem". Doping je, najjednostavnije rečeno, dodavanje dodatnih tvari (nečistoća) u sastav metala za promjenu fizičkih i kemijskih svojstava potrebnog materijala. Danas se izvješćuje da su tradicionalne metode legure iscrpile njihov tehnološki potencijal. Stoga su metali sve više izloženi snopovima nabijenih čestica, protoku plazme i laserskom zračenju kako bi se postigli željeni rezultati.

Ovo je zanimljivo: Kovog metala ima najviše u svemiru

Ionska implantacija (ionski doping) jejedna od metoda koja vam omogućuje promjenu elementarnog sastava, mikrostrukture i morfologije površinskih slojeva koji određuju svojstva poput otpornosti na habanje, otpornosti na koroziju, čvrstoće itd. Tomskski su znanstvenici razvili novu metodu implantacije iona, koja drastično proširuje polje primjene ove metode u industriji. Prema riječima voditelja laboratorija ionske implantacije visokog intenziteta, Aleksandra Ryabchikova, uspjeli su eksperimentalno povećati otpornost na habanje nehrđajućeg čelika više od stotinu puta.

Eksperimentalna postava za povećanje čvrstoće čelika

Osim toga, ova tehnologija omogućujeza proizvodnju dijelova i proizvoda sa traženim specifičnim površinskim svojstvima. Na primjer, pregradni sloj (tj. Vanjski sloj proizvoda) nastaje ionskim dopiranjem cirkonija s titanom, koji sprječava prodiranje kisika. Ovo se može koristiti za povećanje radnog vijeka i sigurnosti tijekom rada, na primjer, u nuklearnim elektranama i upotrebe takvih metala u nuklearnim reaktorima.

Trenutna industrijska upotreba ionadoping je ograničen malom debljinom formiranih slojeva doniranih ionima. A to je glavni problem koji ne dopušta korištenje novog pristupa proizvodnji metala nove vrste. Ali mi predlažemo da se poveća dubina prodora iona u materijal povećanjem difuzije izazvane radijacijom ionskim snopovima velike gustoće, koja su dva do tri reda veća od onih koja se koriste u tradicionalnoj ionskoj implantaciji “, rekao je Alexander Ryabchikov.

Dakle, prema znanstvenicima, to će biti mogućeza postizanje boljih rezultata prilikom stvaranja metala visoke čvrstoće i otpornosti na habanje. Laboratorijski rezultati potvrđuju ovu hipotezu. Stvoreni uzorci čelika imaju površinski sloj dubok nekoliko stotina mikrometra, dok druge metode doniranja iona omogućuju dubinu od samo nekoliko desetaka nanometara. Autori naglašavaju da će upotreba nove tehnologije omogućiti proizvodnju metala jedinstvenih svojstava, što će omogućiti poboljšanje kvalitete proizvoda u nekoliko desetaka puta.