Инструменты из титанового композита обладают высокой прочностью, малым весом и долговечностью и будут использованы в металлургии и медицине.
Используя новую энергоэффективную технологию, учёные института материаловедения и инновационных технологий НИУ «БелГУ» получили высокопрочный композит на основе титана для производства режущих инструментов. Благодаря хорошей износо- и коррозионной стойкости материала, изделия из него способны выдерживать нагрузки в особых, в том числе агрессивных условиях, например, в морской воде или в магнитном поле.
Во всём мире титан и титановые сплавы широко востребованы в промышленности и медицине благодаря высокой удельной прочности, коррозионной стойкости и биосовместимости. Однако эксперты отмечают, что использование потенциала титана и низколегированных титановых сплавов по максимуму зачастую невозможно из-за их недостаточно высокой абсолютной прочности, твёрдости и износостойкости.
Профессор кафедры материаловедения и нанотехнологий НИУ «БелГУ», доктор технических наук Сергей Жеребцов, под руководством которого велась разработка, рассказал, что упрочнение титана достигается за счёт создания титан-матричных композиционных материалов с использованием в качестве армирующего компонента ряда высокотвёрдых соединений.
«Мы использовали борид титана, который, по сравнению с другими упрочнителями, более устойчив при повышенных температурах, обладает близкими к титану плотностью и коэффициентом термического расширения, а также хорошим кристаллографическим сопряжением с титановой матрицей, – прокомментировал Сергей Жеребцов.
Для достижения оптимальных значений микротвёрдости разработчики синтезировали полученный композиционный материал методом искрового плазменного спекания при температуре 1000 °C. В результате композит сохранил свою пластичность. В отличие от существующих технологий, технология, разработанная в институте материаловедения и инновационных технологий НИУ «БелГУ», менее энергозатратна.
Из титанового композита, созданного учёными НИУ «БелГУ», будут изготавливать инструменты, необходимые в металлургии и медицине (например, в хирургии – скальпели и т.д).
Эксперты отмечают малый удельный вес, высокую производительность и долговечность изделий. Кроме того, инструмент из титанового композита благодаря биосовместимости самого титана не вызовет аллергическую реакцию у пациентов.