Броня для стали: новый метод открывает захватывающие перспективы

цифровой двойник, мозг, цифровой близнец
Гексагональный нитрид бора (hBN) стал основным 2D-материалом с плоскослоистой структурой, химической инертностью и большим окном термической стабильности, аналогичным таковому у графена, но со сверхширокой запрещенной зоной. Эти свойства прогнозируют значительное разнообразие его использования. Фото: Адам Малин/ORNL, Министерство энергетики США.

 

Ученые применили простой метод, осуществляемый при атмосферном давлении для выращивания пленок борнида бора (hBN) на поверхности сталей и других металлических сплавов, чтобы «бронировать» их и тем самым повысить их функциональные возможности. 

 

Покрытие никеля, стали и различных сплавов защитным слоем hBN может улучшить их характеристики во многих отраслях. Однако этот процесс раньше было сложно реализовать в промышленно значимом масштабе. Новые разработки ученых позволили реализовать простой и масштабируемый подход к синтезу пленок борнида бора методом, который используется в технологии наноматериалов и производстве полупроводников (тонкий слой материала осаждают на подложку путем химических реакций в газообразной фазе).

 

Использование в металлических сплавах смеси двух или более металлов получают материалы прочные, долговечные и устойчивые к коррозии и окислению. А добавляя покрытия, или «броню», ученым удалось улучшить их свойства и расширить возможность применения, сделать эти материалы еще более прочными.

 

Также «броня» может повысить способность солнечных панелей проводить тепло и противостоять факторам окружающей среды. Кроме того, она позволяет полупроводникам поддерживать необходимую рабочую температуру, а лопатки аэрокосмических турбин защищает от износа, уменьшает трение и выдерживает высокую температуру.

 

Покрытия hBN производятся из комбинации твердых источников бора и молекулярного азота с использованием процесса, называемого химическим осаждением из паровой фазы при атмосферном давлении. Этот метод решает вопросы масштабируемости, такие как стоимость и безопасность процесса, в приложениях, где эти аспекты были проблематичными.

 

Разработанный метод экономически эффективный, реализуется при атмосферном давлении и использует многочисленные и безвредные процессы, которые легко могут быть реализованы в промышленных масштабах.Проведенные исследователи подтвердили, что нержавеющая сталь и другие нержавеющие сплавы, покрытые гексагональным нитридом бора, обладают антипригарными свойствами и низким коэффициентом трения, а также улучшенной длительной защитой от коррозии и высокотемпературного окисления на воздухе