В Сколтехе предложили новый метод синтеза сверхтвердого материала
Сотрудники Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) и Томского политехнического университета (ТПУ) предложили метод синтеза пентаборида вольфрама, материала, уступающего по твердости только алмазу.
Его можно было бы применять в бурах, которые проходят через горные породы. Результаты работы опубликованы в журнале Inorganic Chemistry, сообщила в среду пресс-служба Сколтеха.
С 1920-х годов там, где требуются чрезвычайно твердые материалы, используют в основном карбид вольфрама (победит и его разновидности). Однако ученые ищут более совершенные материалы и присматриваются к соединениям вольфрама с бором (боридам), которые по твердости, износостойкости, термостойкости, низкой теплопроводности или иным механическим свойствам могут превосходить все остальное.
"Высший борид вольфрама WB5–x обладает чрезвычайно высокой износостойкостью, и мы пытались найти эффективный метод, позволяющий синтезировать этот материал в больших объемах. Мы не только потратили на эту работу много времени и сил, но и столкнулись с немалыми трудностями", - сказал старший преподаватель Проектного центра по энергопереходу и ESG Сколтеха Александр Квашнин.
Кристаллические фазы боридов вольфрама синтезировали безвакуумным электродуговым методом на плазменном реакторе, разработанном в Томском политехническом университете. В общих чертах ученые проделали следующее: спрессовали порошки из вольфрама и бора, расположили их между электродами и пропустили электричество. В результате ученым удалось получить двухфазный (кристаллический и аморфный) образец, содержащий соединения WB2 и WB5–x.
"Главными особенностями являются простота конструкции и используемой методики, отсутствие необходимости использования высокотехнологичных дорогостоящих узлов и деталей. По нашим оценкам, эта методика экономит до 90% электрической энергии при работе в сравнении с прямыми аналогами, по крайней мере на уровне лабораторных объемов синтеза", - сказал научный сотрудник Научно-исследовательского центра "Экоэнергетика 4.0" ТПУ Александр Пак, слова которого приводятся в сообщении.
"Большой подмогой для нас стали вычислительные методы, используя которые мы смогли досконально исследовать условия синтеза и структуру полученного материала", - сказал, Александр Квашнин.
Как отмечают в Сколтехе, новый безвакуумный метод - первый шаг на пути создания недорогой и контролируемой технологии синтеза сверхтвердого борида вольфрама WB5–x. По мнению ученых, кроме бурения, синтезированный материал также можно будет использовать для отбора углекислого газа из технических выбросов и производства "голубого" водорода.
Источник: nauka.tass.ru