Бронза – один из древнейших видов сплавов на основе меди. Наши предки три тысячи лет назад отливали из нее оружие, посуду, детали интерьера. Позже стали использовать в кораблестроении. Бронза и сегодня востребована в промышленности, но у нее есть недостатки.

«Низкая прочность и слабая устойчивость к коррозии. Поэтому возникла идея разработать монофазную бронзу на основе твердого раствора алюминия в меди», – пояснил научный сотрудник Института химии твёрдого тела и механохимии СО РАН Сергей Восмериков.

Для этого ученые соединили порошок меди и алюминия, раздробили смесь в специальной мельнице собственной разработки. Ее механизм придумал новосибирский химик Евгений Аввакумов. Порошок засыпали в специальные барабаны, которые вращаются вокруг общей оси со скоростью 1200 оборотов в минуту и одновременно вокруг собственной оси в противоположном направлении 2200 оборотов в минуту.

«Материалу деваться некуда, и в течение одной минуты создается композитная слоистая структура с размерами слоев нанометрического характера. Это позволяет получать монофазный твердый раствор алюминия в меди», – рассказал Сергей Восмериков.

Получается порошок сплава с золотистым оттенком. При спекании смеси при высокой температуре получается твердая прочная бронза, причем новосибирским ученым удалось сохранить малый размер зерна сплава.

По словам младшего научного сотрудника Института гидродинамики СО РАН Вячеслава Квашнина, электроискровое спекание – уникальная технология. К образцу прикладывается электрическое поле, что способствует снижению температуры спекания порошка и ускорению процесса.

Благодаря пластинчатой форме частиц после спекания структура материала становится слоистой. Получается прочный сплав, устойчивый к коррозии.

После электроискрового спекания порошковой смеси алюминия и меди получается бронзовая таблетка. Размеры ее могут быть разными.

Детали из новой бронзы, устойчивой к механическим воздействиям, могут стать незаменимыми в авиации, судостроении, космической отрасли. Образцы бронзы испытывают в Белоруссии.

Видеозапись новости на сайте «Вести. Новосибирск» (выпуск от 14 июня 2023) →

Источник: Институт химии твёрдого тела и механохимии СО РАН.