Что общего между тормозами скоростного поезда и космическими теплозащитными материалами? Молодые учёные из Томска нашли ответ: их новое изобретение обещает сделать железнодорожный транспорт будущего более надёжным и долговечным, чем когда-либо прежде.
Разработку представили специалисты Института физики прочности и материаловедения СО РАН. Их цель — решить главную проблему современных тормозных колодок для высокоскоростных поездов: быстрый износ. Традиционные медноматричные композиты с керамическими частицами дают сбой именно там, где нужна надёжность: керамика плохо удерживается в металлической основе, со временем вырывается и разрушает материал изнутри.
«Мы разработали инновационный металлокерамический композиционный материал… Ключевая особенность — применение современных подходов к управлению структурными характеристиками и структурному дизайну на разных уровнях иерархии»
— Алесь Буяков, руководитель проекта, кандидат физико-математических наук
Решение томских учёных — принцип «композит в композите». Они внедрили в металлическую матрицу заранее спечённые металлокерамические включения, тем самым добившись прочного сцепления и устойчивости к разрушению при трении. Такой подход не только увеличил надёжность, но и позволил значительно улучшить характеристики материала.
В сравнении с мировыми аналогами прочность соединения металла и керамики выросла на 30%, а стойкость к износу — сразу в семь раз. Это значит, что тормозные колодки нового поколения смогут работать дольше и безопаснее, обеспечивая устойчивую эксплуатацию поездов на высоких скоростях.
Исследование уже поддержало ОАО «РЖД», что открывает дорогу внедрению технологии в реальную железнодорожную практику. И, возможно, именно эти материалы станут стандартом для транспорта XXI века.
Источник: Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
