Трибологические свойства объемных металлических стекол для микромеханических устройств изучили в НГТУ НЭТИ
В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ исследовали износостойкость объемных металлических стекол — особого класса металлических материалов с неупорядоченной структурой.
Студент механико-технологического факультета НГТУ НЭТИ Илья Арсеничкин исследовал механические свойства объемных металлических стекол, уделив особое внимание их трибологическим характеристикам и твердости. Трибологические испытания проводились по схеме «шар — плоскость», после чего поверхность образцов изучалась с помощью растровой электронной микроскопии и профилометрии.
«Объемные металлические стекла — это сплавы, которые получают при сверхбыстром охлаждении расплава. Высокая скорость охлаждения подавляет кристаллизацию, что позволяет зафиксировать структуру, свойственную скорее жидкости, чем твердому телу. Из-за такой необычной структуры объемные металлические стекла обладают уникальными физическими, химическими и механическими свойствами: высоким пределом текучести, отличной коррозионной стойкостью и высокой износостойкостью. Эти материалы могут найти применение в электротехнике, робототехнике и медицине и особенно перспективны для создания элементов микромеханических устройств», — рассказал Илья Арсеничкин.
Поскольку свойства объемных металлических стекол зависят от элементного состава, а подбор состава — одна из ключевых задач материаловедения, в работе сравнили несколько сплавов на основе циркония.
Испытания показали, что присутствие в составе сплава таких элементов, как медь и никель, меняет трибологические свойства объемного металлического стекла.
«По результатам анализа дорожек трения после трибологических испытаний видно, что добавка никеля и меди меняет характер изнашивания с абразивного на адгезионный, а это, в свою очередь, снижает коэффициент трения и интенсивность изнашивания», — подчеркнул Илья Арсеничкин.
Улучшение трибологических свойств объемных металлических стекол и исследование их обновленных характеристик позволят открыть новые возможности применения этого класса металлических материалов — в том числе в авиастроении, космической отрасли и при создании микромеханических устройств.
Напомним, ученые НГТУ НЭТИ изучают влияние термической обработки на фазовый состав и трещиностойкость сплавов на основе алюминида титана, стабилизированных добавками железа, никеля и кобальта. Эти исследования помогут решить проблему хрупкости сплавов.