11.12.2023 12:27
Новости.
Просмотров всего: 6390; сегодня: 2.

В ТГУ защитили от коррозии высокопрочные магниевые сплавы

Учёные Тольяттинского государственного университета (ТГУ) разработали гибридную технологию создания керамических металло-оксидных «покрытий» на поверхностях изделий из магниевых сплавов с особой упрочняющей фазой. Основная область их применения – машиностроение и двигателестроение, где требуется высокая прочность, пожаробезопасность и коррозионная стойкость. 

Магниевые сплавы с упрочняющей LPSO-фазой (long-period stacking-ordered или упорядоченная длиннопериодическая фаза) были изобретены лишь в начале XXI века, и пока остаются не до конца изученными. Такие сплавы обладают выдающимися механическими характеристиками и потому имеют очень большой потенциал к применению. Сегодня уже известен первый опыт использования таких сплавов для изготовления корпусных деталей двигателей внутреннего сгорания (ДВС), включая блок цилиндров малогабаритных ДВС, деталей цилиндропоршневой группы, поршней ДВС и др.

– Предел прочности и пластичность таких сплавов оказался на уровне или выше конструкционной качественной стали. И это при том, что магний в 4,5 раза легче железа. То есть удельная прочность LPSO-сплавов как минимум в 4,5 раза выше, чем у стали. Это позволяет использовать магниевые LPSO-сплавы не только в изделиях, работающих в обычных условиях, например, в ноутбуках, сотовых телефонах, велосипедах, колёсных дисках автомобилей, но и в продукции, эксплуатируемой в условиях экстремальных нагрузок и агрессивной внешней среды, – поясняет ведущий научный сотрудник (НИО) «Оксидные слои, плёнки и покрытия», кандидат технических наук Антон Полунин. – Однако LPSO-фаза провоцирует коррозию, поэтому поверхность LPSO-сплавов надо защищать.

Хороший эффект по защите поверхности изделий из сплавов алюминия, магния, титана и некоторых других даёт плазменно-электролитическое оксидирование (ПЭО): на поверхности формируются керамические металло-оксидные слои или покрытия, которые позволяют поднять износостойкость и коррозионную стойкость в десятки раз. Немаловажно и то, что это экологически чистая технология.

Изучением и усовершенствованием технологии ПЭО в Тольяттинском госуниверситете занимаются сотрудники научно-исследовательского отдела (НИО) «Оксидные слои, плёнки и покрытия» под научным руководством профессора, доктора физико-математических наук Михаила Криштала при участии ведущего научного сотрудника Израильского политехнического института (Технион) физика-теоретика, PhD Александра Кацмана и поддержке Российского научного фонда.

– Казалось бы, вот оно решение для LPSO-сплавов, однако ПЭО на LPSO-сплавах не даёт ожидаемого результата при обычных режимах. Оксидный слой получается очень рыхлым, непрочным, и в этом тоже виновата LPSO-фаза. Резко повышая объёмные механические характеристики, она одновременно отрицательно влияет на поверхность, при этом снижая не только коррозионную стойкость, но и возможность получить качественный керамический слой путём ПЭО, – отмечает Михаил Криштал.

Положительный эффект даёт значительное увеличение частоты электрического тока при ПЭО, но и его недостаточно.

– Технически наилучший результат даёт разработанная испанскими учеными комбинированная технология, при которой после ПЭО на пористую керамическую поверхность наносят герметизирующий состав, осаждаемый из электролита. Но это приводит к увеличению времени обработки и существенному удорожанию готового изделия, – говорит Михаил Криштал.

В Тольяттинском госуниверситете на базе ПЭО разрабатываются новые гибридные плазменно-электролитические технологии, которые включают введение в электролит при ПЭО наночастиц различных оксидов. В процессе ПЭО эти частицы внедряются в формируемый оксидный слой. Примечательно, что очень небольшие объёмы добавок могут давать огромный эффект.

Именно этого и добились ученые ТГУ, добавляя наночастицы диоксида кремния (по сути, наночастицы песка) в электролит при высокочастотной ПЭО LPSO-сплавов.

– В итоге пористость керамического слоя снизилась почти в 3 раза, средняя толщина и адгезия слоя увеличились примерно на треть, а плотность тока коррозии уменьшилась примерно в 5,5 раза. Эти значения соответствуют наилучшему результату для LPSO-сплавов с двухступенчатой комбинированной технологией на базе ПЭО. При этом наша технология не дороже обычной ПЭО, и даже позволяет сократить время обработки, получая требуемый результат, – резюмирует Михаил Криштал.

Таким образом, в ТГУ найдена возможность устранить недостаток поверхности LPSO-сплавов и полностью раскрыть потенциал их уникальных объёмных механических свойств в изделиях, которые смогут найти применение в том числе в авиационной и ракетно-космической отрасли. При этом скорость обработки таких изделий и её стоимость снижена, что делает эту технологию экономически эффективной.

Результаты своих исследований учёные описали в статье «Влияние внедрения наночастиц кремнезёма на защитные свойства оксидных слоев, формируемых ПЭО на сплаве Mg97Y2Zn1 с LPSO-фазой», которую опубликовал Heliyon – ежемесячный междисциплинарный рецензируемый высокорейтинговый (Q1 по SJR, Impact Factor 2023 – 4.0, индексируется Scopus и Web of Science) научный журнал, принадлежащий одному из крупнейших мировых издательств Elsevier BV.

Тольятти Самарской области является моногородом в соответствии с официальным перечнем моногородов, утвержденным Правительством Российской Федерации. Моногород - населенный пункт, экономическая деятельность которого тесно связана с единственным (градообразующем) предприятием или группой жестко интегрированных между собой предприятий. Развитие моногородов России предусматривает меры по диверсификации экономики, развитию социально-экономического положения и улучшению городской среды.

Тематические сайты: Машиностроение, металлообработка, Наука
Сайты моногородов субъектов РФ: Самарская область - Тольятти

Ньюсмейкер: Тольяттинский государственный университет — 320 публикаций
Сайт: www.tltsu.ru/news/v_tgu_zashhitili_ot_korrozii_vysokoprocnye_magnievye_splavy

Интересно:

Николас Руни – о русской культуре, миссии документального кино
05.11.2026 18:30 Интервью, мнения
Николас Руни – о русской культуре, миссии документального кино
Британский режиссер и сценарист Николас Руни – член жюри международного конкурса студенческих фильмов на XXI Международном кинофестивале «Победили вместе» имени Владимира Меньшова – обсудил с ведущей рубрики о кино в журнале «Международная жизнь», членом жюри прессы МКФ «Победили вместе» Аидой Соболевой фестиваль, прошедший в Москве и Сочи с 14 по 24 сентября 2026 года. А.С.: В вашем творчестве, особенно в фильме-беседе с Александром Дугиным «Волк в лунном свете», чувствуется острый интерес к России, к ее философским поискам. Откуда он? Н.Р.: Интерес к России и ее культуре зародился у меня давно: я всегда был неравнодушен к русской опере и балету. В Европе, изучая латинскую и греческую философию, параллельно слушал курсы по русской литературе, погружаясь в произведения Чехова, Тургенева, Достоевского и Толстого. Около пятнадцати лет назад, уже имея магистерскую степень по философии и...
Выставка живописи Галлинды Траоре в арт-резиденции «Дом Ангелов»
01.11.2026 10:24 Мероприятия
Выставка живописи Галлинды Траоре в арт-резиденции «Дом Ангелов»
С 8 по 15 ноября в арт-резиденции Соловьевых «Дом Ангелов» в Санкт-Петербурге пройдёт выставка Галлинды Траоре «Истинная ценность жизни». В экспозиции будут представлены живописные произведения, посвящённые внутреннему миру человека, поиску душевной опоры и переживанию связи с окружающим миром. Открытие 8 ноября объединит живопись, музыку и поэзию. Что наполняет жизнь смыслом? Где человек находит силы в периоды перемен? Как услышать собственные чувства за повседневными заботами и ожиданиями окружающих? Эти вопросы определяют круг художественных поисков Галлинды Траоре. Её живопись обращена к состояниям, которые трудно выразить словами: пробуждению внутренней силы, ощущению уязвимости, стремлению к близости и обретению покоя. Цвет, пластика и ритм становятся средствами разговора о личном опыте, в котором каждый зритель может узнать что-то своё. На выставке художница представит авторский...
Велесова ночь – откуда она взялась?
30.10.2026 13:53 Аналитика
Велесова ночь – откуда она взялась?
Вот уже ежегодно с приближением последних чисел октября в сети появляются странные сообщения о Велесовой ночи, которая якобы проходит с 31 октября на 1 ноября. Велесову ночь называют древним славянским праздником. Так ли это на самом деле и собственно когда появилась Велесова ночь? Итак, мы можем услышать, что Велесова ночь – древний праздник славян, посвященный смене времен года, как бы переходу от осени к зиме. Якобы в ночь на 1 ноября Белобог передает колесо года Чернобогу, и тогда стирается грань межу явью, навью и правью, т.е. нашим миром, загробным и миром богов. Духи, согласно легенде, начинают свободно гулять по земле в эту ночь, а люди могут соприкоснуться с миром духов – посредством гаданий и магической практики. При этом, утверждается, что древние славяне в Велесову ночь отсиживались по домам, боясь встретиться с нечистыми духами, у домов разжигали костры, а если и выходили...
Князь Гагарин о роли дворянства, духовности, вере и будущем России
27.10.2026 19:03 Персоны
Князь Гагарин о роли дворянства, духовности, вере и будущем России
"Служение, а не привилегии": князь Григорий Григорьевич Гагарин о роли дворянства, духовности, вере и будущем России. Если спросить современного молодого человека: «Что ты знаешь о дворянстве?» - чаще всего в ответ услышишь про балы, усадьбы, дуэли и привилегии. Образ получается красивый, но очень поверхностный. А между тем есть люди, которые пытаются показать другую сторону этого наследия: не блеск и роскошь, а ответственность, труд и служение. Один из таких людей - князь Григорий Григорьевич Гагарин (родился в 1945 году), предводитель Московского регионального Дворянского Собрания, общественный деятель, для которого дворянство - прежде всего нравственный выбор и долг перед Родиной. Эта статья - не про «аристократическую элиту», а про то, как историческая память, вера и гражданская позиция могут быть не музейными экспонатами, а живой основой для личного пути. Особенно это важно для...
Валерий Рузин: документалистика - часть культурно-исторического кода
26.10.2026 13:28 Персоны
Валерий Рузин: документалистика - часть культурно-исторического кода
Для профессионального медиасообщества и индустрии кино документальное кино — это не только жанр, но и сложная производственная, этическая и коммуникационная система. В этом контексте фигура Валерия Рузина интересна не столько как биография отдельного деятеля, сколько как пример институционального проектирования: он последовательно выстраивает инфраструктуру, где документалистика становится механизмом сохранения культурного и исторического кода, а также каналом международного диалога. Профессионализация документалистики: ЕАТР как площадка стандартов и экспертизы Как президент Евразийской академии телевидения и радио (ЕАТР), Валерий Рузин делает ставку на профессиональные стандарты документального производства. В индустрии, где границы между репортажем, расследованием, арт‑документалистикой и просветительским видео размываются, именно институциональная экспертиза становится фильтром...