Специалисты Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН работают над созданием инновационных электропроводящих композиционных материалов и покрытий. Их потенциал огромен, особенно они подойдут для изготовления скользящих контактов, а также деталей железнодорожного транспорта, таких как элементы токоприемников для метро, троллейбусов, трамваев и электричек. В основе исследования лежит разработка композитов на медной основе, обогащенных графитом. Как поясняет руководитель проекта, научный сотрудник лаборатории физики многофазных сред ИТПМ СО РАН кандидат химических наук Томила Максимовна Видюк, добавление графита призвано улучшить антифрикционные свойства материалов. «Графит существенно снижает коэффициент трения композитов на основе меди, что, в свою очередь, должно повысить износостойкость, позволяя материалам служить значительно дольше», — отмечает исследовательница. Для улучшения смачиваемости графита медью в композит вносится третий компонент — никель или титан. В проекте используются две технологии для получения новых материалов. Первая — электроискровое спекание, при котором порошок помещается в пресс-форму, подвергается механическому давлению и одновременному воздействию электрического тока. Высокая температура, возникающая в процессе, вызывает спекание порошка, формируя готовый материал. Сегодня исследователи получают таблетки диаметром 20 мм и толщиной около 4 мм, но технология масштабируема для производства промышленных образцов. Вторая технология — холодное газодинамическое напыление. Метод заключается в разгоне порошка воздухом или азотом до сверхзвуковых скоростей и его последующем соударении с подложкой. Частицы закрепляются на поверхности, наращивая покрытие. Этот процесс позволяет создавать износостойкие покрытия, что открывает новые перспективы для модификации деталей. «Суть нашей работы заключается в создании композиционных частиц, где все исходные компоненты — медь, графит, вольфрам — находятся в пределах одной частицы, — рассказывает Томила Видюк. — Мы достигаем этого путем обработки смеси порошков в шаровой мельнице. Частицы затем подвергаются реакционному электроискровому спеканию, в результате чего синтезируется упрочняющая фаза карбида вольфрама и формируется готовый объемный материал». Полученные материалы проходят разносторонние испытания: определяется их твердость, электропроводность, коэффициент трения и износостойкость. Первые результаты подтверждают, что материалы обладают улучшенными по сравнению с существующими аналогами характеристиками. Подробнее на сайте "Науки в Сибири", материал подготовлен пресс-службой ИТПМ СО РАН