technológia

Az orosz tudósok kitalálták, hogyan lehet 100-szor javítani az acél tulajdonságait

Az emberiség évszázadokkal ezelőtt megtanultakezelni fémeket. A fémekkel való együttműködés felfedezésével az emberek javították a kovácsműhely munkáját, és megpróbálták javítani a fémtermékek tulajdonságait. Minden felhasználásra került: edzés, ötvözetek létrehozása, fémek bevonása speciális anyagokkal és így tovább. De egy bizonyos ponton ez nem volt elég. Aztán a csúcstechnológia ment megmentésre. És nemrégiben az orosz tudósok egy csoportja megtalálta a módját az acél tulajdonságainak 100-szoros javítására.

Az új technológia sokkal erősebbé és ellenállóbbá teszi az acélt.

Az Eurekalert kiadvány szerint a fejlesztésreA Tomski Politechnikai Egyetem (TPU) tudósai az új módszertan mellett állnak, és a tanulmány eredményeit a Surface and Coatings Technology folyóiratban tették közzé, és bemutatták az anyagok ionfelülettel történő felületének módosításáról szóló 2019-es konferencián (SMMIB).

Miért kellett javítani a fémek tulajdonságait?

A tény az, hogy manapság a fő útaz acél (és más fémek) hasznos tulajdonságainak megadása, például szilárdság, kopásállóság és így tovább, az "ötvözés" folyamat. A dopping egyszerűen kifejezve további anyagok (szennyeződések) hozzáadása a fémek összetételéhez a kívánt anyag fizikai és kémiai tulajdonságainak megváltoztatására. Manapság a tradicionális ötvözési módszerek kimerítették technológiai potenciáljukat. Ezért a fémeket egyre inkább kitöltött részecskék sugárzásának, plazmaáramának és lézersugárzásnak teszik ki a kívánt eredmények elérése érdekében.

Ez érdekes: Milyen fém van a legjobban az univerzumban

Ionimplantáció (iondopping)az egyik módszer, amely lehetővé teszi a felületi rétegek elemi összetételének, mikroszerkezetének és morfológiájának megváltoztatását, amelyek meghatározzák az olyan tulajdonságokat, mint a kopásállóság, a korrózióállóság, az erő stb. Alekszandr Ryabchikov, a nagy intenzitású ionimplantáció laboratóriumának vezetője szerint több mint százszor sikerült kísérletileg megnövelni a rozsdamentes acél kopásállóságát.

Kísérleti beállítás az acél szilárdságának növelése érdekében

Ezenkívül ez a technológia lehetővé teszia szükséges fajlagos felületi tulajdonságokkal rendelkező alkatrészek és termékek előállítása. Például egy gátréteget (azaz a cikk külső rétegét) ion doppingos titánnal készített cirkónium képezi, amely megakadályozza az oxigén bejutását. Ez felhasználható az élettartam és a biztonság növelésére az üzemeltetés során, például atomerőműveknél és az ilyen fémek atomreaktorokban történő felhasználásakor.

Az ion jelenlegi ipari felhasználásaa doppintást a képződött ion-adalékolt rétegek kis vastagsága korlátozza. És ez a fő probléma, amely nem teszi lehetővé új megközelítés alkalmazását új típusú fémek előállítására. Javasoljuk azonban, hogy növeljük az ionok behatolásának mélységét azáltal, hogy elősegítjük a sugárzás által kiváltott diffúziót nagy sűrűségű ionnyalábokkal, amelyek két-három nagyságrenddel magasabbak, mint a hagyományos ionimplantációnál használták ”- mondta Alexander Ryabchikov.

Így a tudósok szerint lehetségesjobb eredmények elérése nagy szilárdságú és kopásálló fémek előállításakor. A laboratóriumi eredmények megerősítik ezt a hipotézist. A létrehozott acélminták felszíni rétege több száz mikrométer mély, míg az ion-dopping más módszerei mindössze néhány tíz nanométer mélységét teszik lehetővé. A szerzők hangsúlyozzák, hogy az új technológia használata lehetővé teszi egyedi tulajdonságokkal rendelkező fémek előállítását, amely lehetővé teszi a termékek minőségének több tízszoros javítását.