Ученые Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН получили образцы износостойких материалов на основе меди, перспективных для применения в сфере транспорта. В частности, они подойдут для изготовления скользящих контактов, а также деталей железнодорожного транспорта, таких как элементы токоприемников для метро, троллейбусов, трамваев и электричек, сообщает официальное издание СО РАН «Наука в Сибири».
"В основе исследования лежит разработка композитов на медной основе, обогащенных графитом. Добавление графита призвано улучшить антифрикционные свойства материалов", — пишет издание.
По словам автора исследования Томилы Видюк, графит существенно снижает коэффициент трения композитов на основе меди, что, в свою очередь, должно повысить износостойкость, позволяя материалам служить значительно дольше. Для улучшения смачиваемости графита медью в композит вносится третий компонент — никель или титан.
В проекте используются две технологии для получения новых материалов. Первая — электроискровое спекание, при котором порошок помещается в пресс-форму, подвергается механическому давлению и одновременному воздействию электрического тока. Высокая температура, возникающая в процессе, вызывает спекание порошка, формируя готовый материал. Сегодня исследователи получают таблетки диаметром 20 мм и толщиной около 4 мм, но технология масштабируема для производства промышленных образцов.
Вторая технология — холодное газодинамическое напыление. Метод заключается в разгоне порошка воздухом или азотом до сверхзвуковых скоростей и его последующем соударении с подложкой. Частицы закрепляются на поверхности, наращивая покрытие. Этот процесс позволяет создавать износостойкие покрытия, что открывает новые перспективы для модификации деталей.
Полученные материалы проходят разносторонние испытания: определяется их твердость, электропроводность, коэффициент трения и износостойкость. Первые результаты подтверждают, что материалы обладают улучшенными по сравнению с существующими аналогами характеристиками. "Разработки ученых ИТПМ СО РАН открывают путь к созданию новых материалов, которые могут найти широкое применение в различных высокотехнологичных отраслях, от транспорта до тяжелой промышленности, повышая эффективность и долговечность изделий", — подчеркнули в "Науке в Сибири".
