Ученые СО РАН создали износостойкие материалы на основе меди для токоприемников транспорта

Специалисты Института теоретической и прикладной механики СО РАН разработали износостойкие композиты на медной основе с добавлением графита, никеля и титана.

Метро, трамваи и троллейбусы требуют надежных и долговечных токосъемных элементов. Ученые Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН создали новые износостойкие материалы, которые могут стать основой для таких деталей.

В основе разработки лежат композиты на медной основе, обогащенные графитом. Добавление графита улучшает антифрикционные свойства материалов, снижая коэффициент трения. Как пояснила автор исследования Томила Видюк, это позволяет повысить износостойкость и значительно продлить срок службы изделий. Чтобы улучшить смачиваемость графита медью, в состав композита добавляют третий компонент — никель или титан.

Для получения новых материалов ученые применяют две технологии.

Первая — электроискровое спекание. Порошок помещают в пресс-форму, где он подвергается механическому давлению и одновременному воздействию электрического тока. Высокая температура вызывает спекание. Сейчас исследователи получают образцы в виде таблеток диаметром 20 мм и толщиной около 4 мм, но технология позволяет масштабировать производство до промышленных объемов.

Вторая технология — холодное газодинамическое напыление. Порошок разгоняют воздухом или азотом до сверхзвуковых скоростей и направляют на подложку. Частицы закрепляются на поверхности, формируя износостойкое покрытие. Этот метод открывает возможности для модификации готовых деталей.