В ТГУ создают жаропрочные материалы нового поколения для 3D-печати
27 Марта 2018

Коллектив лаборатории высокоэнергетических систем и новых технологий НИИ ПММ ТГУ начал выполнение государственного задания для реализации Национальной технологической инициативы TechNet. В течение двух лет ученые будут работать над созданием новых композиционных материалов, температура эксплуатации которых будет выше 1400оС. При этом задача ученых – дополнительно адаптировать эти материалы для аддитивных технологий, то есть сделать их пригодными для печати на 3D-принтерах. 

 – Одни из наиболее жаропрочных сплавов – никелевые. Сейчас они выдерживают температуру эксплуатации около 1100оС, – объясняет один из участников проекта Владимир Промахов, старший научный сотрудник лаборатории высокоэнергетических систем и новых технологий НИИ ПММ ТГУ. – Чтобы повысить их температурные свойства, мы вводим в металлическую матрицу тугоплавкую составляющую – керамические частицы. А если модифицировать материал и вместо металла использовать интерметаллид, то можно добиться жаропрочности новых сплавов до 1400оС.

Задачей ученых в рамках выполнения госзадания станет разработка технологии синтеза новых жаропрочных материалов на основе оригинальных металлокерамических композиций. Согласно технологическому барьеру, прописанному в стратегии развития НТИ, они должны иметь плотность менее 6 г/куб.см и рабочую температуру выше 1400оС.

Такие композиты могут применяться для создания жаропрочных сплавов и востребованы на предприятиях Объединенной двигателестроительной корпорации. Предприятия ОДК специализируются на разработке, серийном изготовлении и обслуживании двигателей для военной и гражданской авиации, космических программ и военно-морского флота, а также нефтегазовой промышленности и энергетики.

В лаборатории под руководством профессора Александра Жукова разработают материалы, пригодные для создания изделий по технологии прямого лазерного выращивания, как, например, из металлического порошка «выращивают» детали для турбин. В ходе этого процесса газопорошковая струя совмещается с лазерным лучом, благодаря чему частицы остаются в двухфазном состоянии, то есть частично жидкими и частично твердыми. После кристаллизации такая деталь будет иметь структуру с мелким зерном, которая является залогом высокого уровня механических свойств.

Владимир Промахов.jpg

Добавим, что одним из условий госзадания является получение патентов на материалы и технологию их создания, а также подача заявок на конкурс по программе «Старт» Фонда Бортника. Эта программа подразумевает создание малого инновационного предприятия для реализации бизнеса по теме исследований.

Ученые лаборатории высокоэнергетических систем и новых технологий НИИ ПММ ТГУ специализируются на синтезе металлокерамических композиционных материалов с интерметаллидной / металлической матрицей и высоким содержанием мелкодисперсных включений зерен тугоплавкого материала (керамики). В ТГУ ведутся активные исследования по способу, который обеспечивает малотоннажные объемы производства; разрабатываются уникальные металлокерамические композиции составов Al3Ti-TiB2, NiCr-TiN, Ti3Al-TiB2, Ni-TiB2, Fe-TiB2, NiCr-TiB2, NiTi-TiB2 и др.

Проект рассчитан на два года, на первый год его выполнения государство выделило 7,5 млн рублей.