Сотрудники Института химии Коми научного центра разрабатывают материалы, сочетающие несочетаемое: прочность керамики и пластичность металла. Результатам многолетних исследований посвящена статья в журнале «Регион».
MAX-фаза – это сложный «слоеный пирог» на атомном уровне, где слои металла (M), кремния или алюминия (A), а также азота или углерода (X) чередуются друг с другом. Классический пример — карбосилицид титана (Ti₃SiC₂). Такие материалы не ржавеют, выдерживают перепады температур в сотни градусов, устойчивы к ударам и радиации, но при этом поддаются токарной обработке.
Ученые Института химии Коми научного центра под руководством кандидата химических наук Елены Истоминой используют уникальный дешевый и эффективный метод синтеза — «вакуумное карбосиликотермическое восстановление». В отличие от коллег по цеху, они берут не чистые дорогие металлы, а распространенные оксиды (например, из лейкоксенового концентрата Ярегского месторождения).
Именно этот подход позволил совершить прорыв: в 2020 году наши химики впервые в мире получили карбосилицид титана, легированный цирконием (TiZr₂SiC₂). Зачем нужен цирконий? Обычный карбосилицид титана при 1000 °C становится «как пластилин». Добавка циркония подняла порог пластичности до 1400 °C. Сейчас ученые экспериментируют с гафнием и увеличивают долю циркония, чтобы поднять температуру еще выше.
MAX-фазы — это действительно «материал будущего». Они востребованы в двигателестроении, авиации и космической отрасли. Исследования поддерживает Российский научный фонд, а у разработчиков из Коми научного центра уже есть потенциальные заказчики.
«В нашем регионе самая передовая и ведущая группа исследователей MAX-фаз в России. Есть соединения, которые впервые в мире получили мы. Нас признают во всем мире», — подчеркивает Елена Истомина.
Подробности о научной разработке и перспективах — в журнале «Регион».