Томские ученые увеличили износостойкость титана в пять раз для медицины и промышленности

Специалисты Томского научного центра СО РАН разработали метод создания композитных покрытий, повышающий износостойкость титановых изделий в пять раз.

Российские материаловеды совершили прорыв, который найдет применение в самых разных сферах — от высокотехнологичной медицины до станкостроения. Специалисты Томского научного центра Сибирского отделения РАН разработали инновационный метод создания соединений бора в поверхностных слоях титана, позволяющий повысить износостойкость покрытий в пять раз. Как сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ, разработка особенно востребована при производстве медицинских изделий, а также в инструментальной промышленности.

Суть технологии, которую ученые для наглядности сравнивают с приготовлением лазаньи, заключается в послойном формировании армирующей структуры. На титановый образец поочередно наносятся борсодержащая и боридобразующая пленки в строго определенном соотношении толщин. Затем заготовка обрабатывается импульсным электронным пучком: мощный луч расплавляет пленки и запускает синтез боридных частиц. Цикл повторяется несколько раз, и в итоге формируется нанокомпозитное покрытие, состоящее из титановой матрицы и укрепляющих частиц диборида титана.

Главная инженерная задача, которую решили томские исследователи, заключалась в поиске режима, позволяющего контролировать этот процесс. Как пояснил научный сотрудник Евгений Яковлев, ранее при облучении электронным пучком было сложно добиться контролируемого образования нужных частиц боридов в титановой матрице. Новая технология закрывает этот вопрос.

Перебрав различные режимы обработки, ученые нашли оптимальный: при плотности энергии 3,5 джоуля на квадратный сантиметр формируются композитные покрытия с максимальным содержанием наночастиц размером до 100 нанометров. Именно этот режим обеспечивает рекордный результат — износостойкость увеличивается в пять раз по сравнению с традиционными покрытиями, сообщает ТАСС.