Сетевое издание ENERGOSMI (ЭНЕРГОСМИ). Номер свидетельства СМИ ЭЛ № ФС 77 — 63300.

Ученые из Сколковского института науки и техники и Томского политехнического университета использовали метод плазмодинамического синтеза для получения двух материалов в форме нанопорошков и покрытий. Речь идет о карбиде — соединении титана, циркония, ниобия, гафния и тантала с углеродом — и карбонитриде, твердом растворе, образованном карбидами и нитридами переходных металлов. Результаты исследования опубликованы в Journal of Alloys and Compounds.

Высокоэнтропийными называют соединения, в состав которых входят не менее пяти различных элементов. К таким соединениям относятся карбид и карбонитрид, синтезированный учеными Сколтеха и Томского политеха из титана, циркония, ниобия, гафния и тантала. По мнению ученых, благодаря своим механическим свойствам и температурной стабильности карбид является одним из наиболее подходящих материалов для изготовления ультравысокотемпературных керамических элементов. Однако синтез карбида очень трудоемок. Как правило, он требует тщательной подготовки исходного сырья и осуществляется в течение длительного времени при сверхвысоких температурах (около 2200-2300 °C).

На первом этапе исследования ученые смоделировали различные структуры карбонитридов с различной концентрацией азота и углерода, а также изучили их термодинамическую стабильность при разных температурах. Авторы пришли к выводу, что большое количество азота может привести к механическим повреждениям решетчатой структуры материала, что негативно скажется на его стабильности. Затем ученые получили карбид и карбонитрид с помощью метода плазмодинаимечского синтеза, при котором высокоскоростная струя плазмы дугового разряда используется в качестве среды для реакций плазохимического синтеза.

«В работе речь идет об использовании уникальной научной установки — коаксиального магнитоплазменного ускорителя. За время импульса менее 1 миллисекунды происходит формирование высокоскоростной плазменной струи, в которой достигаются повышенные температура, давление и скорость кристаллизации, необходимые для получения уникальных наноматериалов. Совместно с коллегами из Сколтеха, на основе методов компьютерного дизайна материалов, нам удалось экспериментально совместить Ti, Zr, Nb, Hf, Ta, C и N в единую структуру», — цитирует Сколтех кандидата технических наук Дмитрия Никитина.

Исследование показало, что метод плазмодинамического синтеза не требует специальной подготовки сырья и отличается универсальностью, обеспечивая синтез самых разных классов материалов: карбидов, нитридов, оксидов, углеродных наноструктур и композитов на их основе. С помощью этого метода можно не только получать высокоэнтропийный карбид, но и дозированно вводить азот в его кристаллическую решетку, синтезируя структуры, близкие к карбонитриду.

Читайте Insider

Журнал о кабельном бизнесе

Слушайте Kabel.FM

Первое кабельное радио!

Рекомендации по теме

Томские ученые создали электропроводящие полимеры для работы при экстремальных температурах
Обновление ассортимента измерительных трансформаторов тока от бренда EKF
Проект заботливой адаптации сотрудников компании «Электрорешения» (бренда EKF) отмечен главной отраслевой премией в России и СНГ InterComm2025
CHINT в России расширяет сотрудничество с «ВсеИнструменты.ру»
Сахалинэнерго продолжает обновление электросетевого комплекса Сахалина
BYD Qin L 2026: 2148 км на одной волне
«Подводную» майнинг-ферму обнаружили энергетики в Махачкале
В НГТУ НЭТИ разработали инновационный метод релейной защиты от витковых замыканий в обмотке статора синхронного генератора
На Белоярской АЭС успешно прошла испытания система звуковидения для реактора БН-800