Найден новый способ синтеза высокотемпературных керамических покрытий в один шаг
Ученые Томского политехнического университета в составе научной коллаборации впервые получили многокомпонентные карбиды и карбонитриды в виде покрытий на металлах с помощью метода плазмодинамического синтеза в один шаг. В отличие от аналогов, метод политехников позволяет стабильно получать материал с заданной структурой высокой прочности и твердости, способный выдерживать высокие температуры.
Исследование поддержано грантом Минобрнауки России (проект № FSWW-2025-0003). Результаты опубликованы в журнале International Journal of Refractory Metals and Hard Materials (Q1, IF: 4,6).
Высокоэнтропийные карбиды – это соединения из четырех и более металлических элементов. Они чрезвычайно прочные и обладают термической стойкостью, что важно для аэрокосмической техники и других устройств, работающих в экстремальных условиях. Получение таких материалов обычно проходит в несколько этапов: измельчение исходного сырья и его спекание с добавлением карбида кремния. Это усложняет процесс синтеза и не дает получить чистый продукт на выходе. К тому же готовые изделия из-за примесей в составе имеют большой разброс в конечных характеристиках.
Ученые Томского политеха в составе научной группы разработали новый метод одностадийного получения высокоэнтропийных карбидов. Он основан на распылении струи дуговой плазмы с высокой скоростью. Для получения материала таким методом в канал формирования плазмы помещаются исходные вещества, далее под действием высокой температуры, скорости и давления плазма осаждается на медную пластину, образуя равномерное покрытие. Весь процесс синтеза проходит в газовой среде.