• Eugene Borisov

Новая технология для аэрокосмической отрасли

Специалисты из НИТУ «МИСиС» разработали новую технологию получения алюмоматричных композитов - перспективных порошков для 3D-печати легких и прочных корпусов авиационной и автомобильной техники. Новый метод позволил повысить однородность свойств и твердость получаемых частиц порошка на 40 % по сравнению с аналогичными материалами. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds.

Разработана новая технология производства высокопрочных материалов для авиакосмической промышленности

Композиты на основе алюминиевой матрицы - это группа современных материалов, обладающих рядом уникальных преимуществ, а именно: легкостью, высокой прочностью, низким коэффициентом теплового расширения и повышенной износостойкостью. Это позволяет использовать их для производства современных летательных аппаратов, в оборонной и автомобильной промышленности.


Такие свойства композитам придает их химический состав и особый способ получения - 3D-печать по технологии SLM (селективное лазерное плавление). В итоге композит состоит из сферических частиц алюминия, упрочненных керамическими добавками, либо покрытых слоем оксида алюминия.


Оксид алюминия - это одна из самых оптимальных упрочняющих добавок. Его вводят в состав для улучшения механических свойств алюминиевых композитов. В частности, авторами исследования было экспериментально доказано увеличение прочности напечатанного композитного материала за счет оксида алюминия с 64% до 100% по сравнению с алюминием без добавок. При этом оксид алюминия также обеспечивает термостойкость композитного порошка при повышенных температурах, повышает стабильность состава порошка по сравнению с наиболее распространенными керамическими добавками. Все эти факторы делают материал особенно востребованным для авиастроения.


Ученые из НИТУ «МИСиС» совместно со специалистами ОК «РУСАЛ» разработали новый метод гидротермального окисления алюминия для создания упрочняюшей оксидной пленки определенной толщины на поверхности частиц алюминия. Иначе говоря, на поверхности каждой сферической частицы чистого алюминия образуется «упаковка» - слой оксида алюминия определенной толщины. Полученный алюминиевый композит по своим характеристикам наиболее подходит для использования в современном аддитивном производстве.


"В основе технологии лежит метод создания композитной структуры внутри каждой частицы", - рассказывает руководитель проекта Александр Громов.

Исходный алюминиевый порошок (чистотой 99,85%) в течение 30 минут подвергался частичному гидротермальному окислению в автоклавной установке. В результате на поверхности частиц алюминиевого порошка образовался оксидный слой с 10 и 20 массовым % содержанием Al2O3. В завершающей фазе порошок прошел термическую обработку в режимах от 150 до 600 градусов Цельсия.


По словам Алексея Арнаутова, Директора по новым проектам ОК «РУСАЛ» и одного из разработчиков, основное преимущество метода - высокая активность полученных частиц порошка и однородность их свойств во всей массе, которую невозможно достичь при альтернативных способах получения алюмо-матричных композитов.


В настоящее время коллектив приступил к испытаниям полученных композитов в условиях аддитивного производства.

Читайте далее: новая технология позволит сделать ткани человека растяжимыми и сжимаемыми.

Подписаться на новости SCDAILY