Учёные Московского авиационного института (МАИ) создали новую технологию обработки титановых сплавов, предназначенную для защиты автомобилей, самолётов и надводного транспорта. Как сообщили в пресс-службе вуза, полученные материалы способны эффективно поглощать удары, включая высокоскоростные, при этом обладают меньшим весом по сравнению с аналогами.
Доцент образовательного центра института «Новые материалы и производственные технологии» МАИ Ольга Гвоздева пояснила, что лицевая сторона материала получает повышенную прочность и твёрдость, поскольку именно она принимает на себя удар. Обратная сторона, напротив, имеет низкую прочность и твёрдость, что препятствует быстрому росту образующихся трещин. Таким образом, монолитный материал приобретает комплекс свойств, который традиционно присущ только сэндвич-конструкциям из разных материалов. Градиентное изменение структуры и свойств, по словам разработчиков, обеспечивает материалу повышенную динамическую стойкость.
Ключевым элементом разработки стала технология, основанная на обратимом легировании водородом. Учёные создали условия, при которых водород проникает в заготовку только с одной стороны и выходит из неё при обработке в вакууме. Регулируя температурно-временные параметры процесса, исследователи могут задавать глубину проникновения водорода и контролировать протекание фазовых и структурных превращений, формируя необходимую неоднородную структуру.
В отличие от многослойных защитных систем, таких как керамика-сталь-полимер, в которых существуют границы раздела и риск расслоения, предложенный подход позволяет получить монолитный материал с улучшенными свойствами. Это снижает вероятность разрушения по границам раздела и упрощает конструкцию, одновременно обеспечивая высокую стойкость к высокоэнергетическим нагрузкам при меньшей массе. Замена традиционных материалов на титановые сплавы с градиентной структурой, по замыслу разработчиков, должна повысить защищённость транспорта, не ухудшая его управляемость и грузоподъёмность за счёт избыточной массы брони.
На текущем этапе проекта получены и успешно испытаны первые опытные образцы материала. В дальнейшем учёные планируют сосредоточиться на усовершенствовании технологии, в том числе на снижении стоимости производства. Над проектом работают специалисты образовательного центра института «Новые материалы и производственные технологии» МАИ. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.
Как отмечает эксперт Среднерусского института управления-филиала РАНХиГС Анастасия Власова, успешные испытания опытных образцов и последующая работа над удешевлением производства создают предпосылки для возможного внедрения данной технологии в транспортное машиностроение.