Супертвёрдый керамический порошковый материал –алюмомагниевый борид AlMgB₁₄ («скользкая керамика»)

Ответственные исполнители темы:

1. Минин Роман Владимирович, зав. лабораторией гетерогенных металлических систем, старший научный сотрудник, кандидат технических наук (waserman@yandex.ru, тел. +7(3822)492-294)

2. Лепакова Ольга Клавдиевна, ст.науч.сотр., канд.техн. наук (Klavdievna.K@yandex.ru, тел. +7 (3822)492-294

3. Браверман Борис Шулевич, ст.науч.сотр., канд.техн. наук (bbraverman@yandex.ru, тел. +7(3822)492-294

Получен супертвёрдый керамический порошковый материал («скользкая керамика») – алюмомагниевый борид AlMgB₁₄. Сплав бора, магния и алюминия характеризуется высокой твёрдостью ~ 32 ГПа и очень низким коэффициентом трения ~ 0,02. К примеру, у тефлона коэффициент трения составляет 0,04 – 0,1, а у хорошо смазанной стали – не менее 0,16. Керамический порошковый материал на основе AlMgB₁₄ имеет отличную стойкость к абразивному износу и эрозии, хорошую химическую инертность и термическую стойкость.

Микроструктура CВС - алюмомагниевого борида AlMgB_14.

Область возможного использования:

Материал можно использовать в качестве композиционной противоизносной добавки и в качестве сырья для смазочных и износостойких покрытий, работающих в экстремальных условиях. Покрытия на основе AlMgB₁₄ могут широко использоваться во всех узлах трения - подшипники, валы в наносах, турбины, режущий инструмент, буры и т.д. Кроме того, они могут быть широко востребованы в военном машиностроении, например при изготовлении подшипников и валов в узлах подводных лодок для существенного снижения шума. Также разработанный материал, благодаря малой плотности и высокой твёрдости, может найти практическое применение в качестве материалов для средств бронезащиты.

Возможный эффект от внедрения:

Промышленное освоение супертвёрдых материалов с низким коэффициентом трения существенным образом обеспечит энергосбережение и снизит шум установок, например различных турбин и насосов.

Степень готовности к практическому применению:

Получены образцы супертвёрдого керамического порошкового материала AlMgB₁₄ в лабораторных условиях.

Сравнение с известными разработками:

На текущий момент, нанесением состава на основе AlMgB₁₄ почти никто не занимается в России, так как данное направление является новым. Кроме того, физико-механические материалы полученного AlMgB₁₄ выше, чем у существующих аналогов, таких как оксид алюминия и диоксид циркония, а стоимость ниже. Полученные сотрудниками американской лаборатории Ames (Department of Energy Ames laboratory, USA) данные показали, что AlMgB₁₄ по твердости уступает лишь алмазу и нитриду бора, и при этом обладает уникальным коэффициентом трения.

Сведения о патентоспособности:

Патент РФ № 2697146. Способ получения супертвёрдого керамического порошкового материала AlMgB₁₄. Лепакова О.К., Браверман Б.Ш., Афанасьев Н.И., Голобоков Н.Н. Заявка 2018138211, 29.10.2018. Опубл. 12.08.2019 Бюл. № 23.