КИШИНЕВ, 20 дек – Sputnik. Ученые из Новосибирска разработали технологию, повышающую коррозийную стойкость титана на несколько порядков. Это позволит создать чрезвычайно долговечные химические реакторы, говорится в статье, опубликованной в журнале Applied Surface Science.
"По уровню коррозийной стойкости наши сплавы превосходят специальную кислотостойкую нержавеющую сталь в десятки раз. Поэтому, несмотря на то, что стоимость килограмма материала выше — 3000 против 900 рублей, по соотношению цена-качество он выигрывает в несколько раз", — рассказал Виталий Самойленко из Новосибирского государственного технического университета.
Титан – важный элемент для разных областей
Титан имеет массу применений в аэрокосмической отрасли и медицине благодаря его прочности, легкости, стойкости к коррозии и тому, что он почти не вызывает раздражения при имплантации в организм.
Ученые, как отмечает Самойленко, давно мечтают о создании дешевых сплавов титана с танталом, ниобием и другими тугоплавкими металлами, которые обладают сверхвысокой износостойкостью, инертностью и другими полезными свойствами. Подобные материалы на базе других металлов, в том числе железа, сегодня активно используются в химической промышленности, пишет РИА Новости.
Их разработка, как передает пресс-служба Института ядерной физики СО РАН, осложнена тем, что титан плавится при относительно низких температурах, около 1600 градусов Цельсия. Для сравнения, температура плавления тантала составляет около трех тысяч, а ниобия – 2400 градусов Цельсия. Это не позволяет равномерно "перемешать" оба металла, так как тугоплавкий материал будет просто тонуть, а не растворяться в титане.
Достижение российских физиков
Российские физики решили проблему при помощи технологий порошковой металлургии, известной еще со времен Древнего Египта, и современного ускорителя частиц, чей пучок частиц может плавить и мелкие частицы из титана, и аналогичные фрагменты из тугоплавких материалов.
По своей сути их методика достаточно проста. Ученые берут пластину из титана и покрывают ее тонким слоем порошка, состоящего из микроскопических частиц титана и тантала, а также других тугоплавких металлов. После этого по ней проходит электронный луч, вырабатываемый ускорителем частиц ЭЛВ-6, созданным специально для подобных целей в ИЯФ СО РАН.
"Электронный пучок проникает сквозь порошок и плавит частицы титана и поверхность титановой пластины. Частицы тантала смачиваются титаном и растворяются в нем, как сахар в воде. Так мы получаем наплавленный слой, который увеличивает коррозионную стойкость исходного металла до ста раз", — сказал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Михаил Голковский.
Подобные "слоеные" пластины, как отметил ученый, можно обрабатывать и использовать в металлургической промышленности таким же образом, как и обычный титан или другие металлы – защитный слой трескается и повреждается только в самых экстремальных ситуациях.
Благодаря этому листы из данного материала можно прокатывать, деформировать иными путями и получать из них конструкции любой формы, толщины и размеров.
Используя эту технологию, российские физики разработали несколько сплавов титана и тугоплавких металлов, обладающих рекордно высокой стойкостью к действию соляной, серной и азотных кислот и при этом отличающиеся относительно низкой стоимостью.
Конструкции из подобных материалов, как отмечают новосибирские ученые, будут заметно легче, чем аналогичные сосуды из кислотостойкой нержавеющей стали, что поможет им быстро проникнуть на промышленные предприятия и в лаборатории химиков.