Ученые Томского научного центра СО РАН разработали энергоэффективный метод получения сферических порошков на основе интерметаллических соединений никеля и алюминия. Такие материалы востребованы в аддитивном производстве сложных жаропрочных деталей и покрытий для энергетики и авиакосмической техники. Результаты работы опубликованы в журнале Alloys and Compounds.
Разработка основана на методе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). В отличие от традиционных технологий, требующих многостадийной переработки материалов с применением энергоемких печей и плазменного оборудования, новая методика позволяет формировать сферические гранулы прямо в процессе горения реакционной шихты, практически без внешних энергозатрат.
Мы впервые получили сферические интерметаллидные порошки в одном технологическом процессе – при распространении волны горения по специальной реакционной шихте в условиях практического отсутствия внешних энергозатрат. По критериям энергоэффективности и простоты наш метод в лучшую сторону отличается от многих существующих способов приготовления подобных порошков, где необходима многостадийная переработка материалов с применением энергоемких высокотемпературных печей и плазменного оборудования.
- Александр Кирдяшкин, ведущий научный сотрудник лаборатории технологического горения ТНЦ СО РАН, кандидат физико-математических наук
Ключевую роль в придании частицам сферической формы играет специальная модифицирующая добавка. При горении она разлагается, выделяя газы, которые поднимают и перемешивают расплавленные частицы, формируя аккуратные шарики. Сам процесс образования одной гранулы занимает около миллисекунды.
В лабораторных условиях с использованием реактора объемом около трёх литров ученые смогли синтезировать до 10 килограммов порошка за полчаса при температуре до 1600 °C. Рыночная цена аналогичных материалов, произведенных другими способами, начинается от 100 долларов за килограмм.
Первые испытания показали, что полученные порошки подходят для 3D-печати и обладают высокой жаро- и окислительной стойкостью. В дальнейшем команда планирует расширить линейку составов, добавляя различные лигатуры для улучшения свойств материалов.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: ТНЦ СО РАН
