Научная группа, состоящая из специалистов физико-технического факультета Томского государственного университета и Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, занимается двумя актуальными направлениями исследований. Во-первых, они разрабатывают методы 3D-печати деталей сложной формы из высокоэнтропийных сплавов, которые содержат пять и более металлических компонентов. Второе направление исследований связано с 3D-печатью из керамических материалов. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе ТГУ.
В обоих случаях в работе используются специальные композиции, состоящие из нано- и микрочастиц. Эти уникальные составы открывают новые горизонты для аддитивного формования деталей из высокоэнтропийных сплавов, которые ранее было сложно или невозможно изготовить традиционными методами 3D-печати.
Кроме того, использование наночастиц способствует повышению плотности керамических деталей и улучшению их физико-механических свойств. Это открывает новые горизонты для отечественных предприятий, позволяя им создавать высокотехнологичную продукцию, такую как каталитические блоки и керамические детали для электротехнической, химической и других отраслей промышленности.
Ученым физико-технического факультета ТГУ была продлена грантовая поддержка Российского научного фонда в рамках конкурса «Проведение исследований научными лабораториями мирового уровня в рамках реализации приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации». Руководитель проекта «Разработка научно-технических основ аддитивного формования сложнопрофильных структур из металлических, металлокерамических и высокоэнергетических материалов экструзией термопластичных многофазных композиций» (№ 25-79-53002) — Марат Лернер, главный научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии ФТФ ТГУ.
Ранее проведенные эксперименты показали, что композиции, наполненные металлическими или керамическими нано- и микрочастицами, обладают высокой текучестью. Это делает возможным изготовление деталей с помощью обычных 3D-принтеров для полимеров. При последующем спекании напечатанной детали в вакуумной высокотемпературной печи происходит формирование объемной детали из металла или керамики.
Использование нано- и микрочастиц различных материалов открывает новые горизонты для дизайна не только формы, но и состава деталей. Это позволяет создавать детали из металлов с существенно отличающимися теплофизическими свойствами. Поэтому наиболее перспективной областью применения разработанной технологии является аддитивное изготовление деталей сложной формы из многокомпонентных материалов.
Предполагается, что применение композиций из нано- и микрочастиц для формирования керамических деталей фотополимеризацией позволит снизить вязкость системы «порошок – фотополимер» и остаточную пористость после спекания. В результате повысятся физико-механические свойства изделий. Для решения задач проекта будут получены смеси нано- и микрочастиц высокоэнтропийных сплавов состава NiFeCoCrMoCu и NiFeCoCrAlCu, а также керамик из оксидов алюминия и циркония.
«Жуковский.Life» запустил спецпроект «На защите Отечества», где рассказывает о достижениях промышленности, культурном коде России, которые формируют независимость государства.