Исследователи ТГУ предложили новый метод создания композитной «скользкой» керамики на основе соединения алюминия, магния и бора. Твердость полученных композитов оказалась на 40% выше, чем в образцах без добавок, а коэффициент трения практически в два раза ниже, чем у смазанной полированной стали. Новый материал позволит повысить срок службы и снизить шумовое загрязнение кондиционеров и холодильников. Посвященные исследованиям статьи ученых опубликованы в журналах Materials Today Communications и Ceramics International.

На первом этапе исследователи получили образцы материала, которые по своим свойствам были схожи с зарубежными аналогами: они обладали высокой твердостью — примерно 32 ГПа — и низким коэффициентом трения — менее 0,07. Такие образцы содержали 97% AlMgB₁₄ и 3% примесей. На их основе авторы смогли создать композитный материал. Для этого в «чистый» AlMgB₁₄ добавили диборид титана, за счет чего твердость материала возросла на 40%.

«Мы предложили новый метод получения композиционных материалов на основе соединения алюминия, магния и бора. Порошок мы создали с помощью самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, а потом с использованием искрового плазменного спекания смогли получить "скользкую" керамику, — говорит один из исследователей, заведующий лаборатории нанотехнологий металлургии ТГУ Илья Жуков. — Новый метод позволил значительно увеличить твердость материала — до 46 ГПа. По этому показателю наш материал превосходит зарубежные композитные аналоги. А коэффициент трения остался низким — почти в два раза меньше, чем у смазанной полированной стали».

Кроме того, применение метода искрового плазменного спекания позволило снизить пористость «скользкой» керамики — исследователи получили практически нулевые показатели. До этого в России никто не синтезировал AlMgB₁₄. У этого материала есть уникальное свойство — он самосмазывающийся из-за аномально низкого коэффициента трения. Детали из такого материала обеспечивают бесшумную работу приборов, потребление энергии может снизиться в несколько раз с одновременным ростом износостойкости. Новый материал найдет применение во многих отраслях: машиностроении, авиастроении, производстве бытовой техники.

В будущем авторы планируют изготовить большую серию образцов для проверки коэффициента теплового расширения — этот показатель важно знать для использования материала в качестве покрытия стали, титана и так далее. Также исследователи проанализируют теплопроводность, электропроводность и механическое поведение материала.