Des chercheurs développent de nouveaux revêtements résistants à la chaleur à matrice métallique

Les chercheurs de SUSU développent de nouvelles compositions et méthodes pour obtenir des revêtements composites avec des composés non métalliques et intermétalliques à haute entropie dans le cadre du projet Nouveaux matériaux non conventionnels du programme Priorité 2030. L’étude a reçu le soutien de la RSF. L’utilisation de technologies de fabrication additive permet de créer des revêtements avec une composition unique, qui confèrent aux matériaux des propriétés telles que la résistance à la chaleur, la résistance à la corrosion, la résistance aux rayonnements ionisants et la capacité d’absorber ou de réfléchir les rayonnements électromagnétiques.

Au cours des dernières décennies, une nouvelle technologie de production de pièces par stratification additive de matériau a été activement développée. Cette méthode de synthèse de produits est appelée fabrication additive et est utilisée pour fabriquer des produits à partir de divers matériaux : plastique, métal, béton, etc. Actuellement, cette technologie est largement utilisée pour créer des prototypes métalliques et non métalliques et des produits fonctionnels.

Les aspects appliqués des technologies de fabrication additive intéressent depuis longtemps les scientifiques de SUSU. Avec le soutien d’une subvention de la Fondation scientifique russe, il est devenu possible d’appliquer des technologies additives (revêtement laser et pulvérisation par détonation) pour obtenir des revêtements composites à matrice métallique avec une composition fondamentalement nouvelle. Les revêtements sont constitués de particules de composés hautement entropiques non métalliques et intermétalliques.

Ce projet est unique dans la mesure où des technologies additives sont utilisées pour créer des revêtements avec des phases à haute entropie à partir de poudres constituées d’un mélange de composants purs ou de poudres d’alliages à faible entropie.

“Pour créer les revêtements, des compositions de mélanges de poudres sont pré-créées à l’aide de méthodes de simulation thermodynamique et cinétique. Les programmes FactSage 8.0 et Thermo-Calc y contribuent. Ces mélanges forment des phases non métalliques et intermétalliques à haute entropie dans la matrice de revêtement.” dit Natalia Shaburovachef de projet et professeur associé du département SUSU de science des matériaux, propriétés physiques et chimiques des matériaux.

Les propriétés adhésives, la résistance à la corrosion dans un électrolyte et la corrosion gazeuse des échantillons de revêtement obtenus sont analysées. Les chercheurs prévoient également de mener des études structurelles du matériau.

Les nouveaux revêtements, grâce à leur combinaison unique de propriétés de performance, pourraient être très demandés dans plusieurs industries, notamment la fabrication de moteurs, l’ingénierie de fusées et d’autres dans lesquelles les surfaces sont soumises à la chaleur.

À ce jour, aucun article sur cette méthode de fabrication de revêtements n’a été publié. Le projet a reçu le soutien de la Fondation scientifique russe (RSF) à hauteur de 1,5 million de roubles pour la première année de recherche. Au total, le projet comprend deux années de recherche.

« Pour un chercheur, les bourses sont avant tout une opportunité de poursuivre sa recherche, une confirmation que le sujet de sa recherche est pertinent, prometteur, et a de la valeur non seulement pour lui-même, mais aussi pour l’avenir de tout le pays. groupes de recherche, en plus de l’augmentation des bourses, permet aux étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs d’acquérir les compétences et les connaissances nécessaires qui seront utiles dans d’autres travaux indépendants », explique le scientifique.

L’équipe de recherche SUSU utilise un complexe de revêtement laser FL-Clad-R-4 informatisé moderne et une unité de pulvérisation par détonation CCDS2000 au laboratoire SUSU pour la mécanique, les procédés laser et les technologies de production numérique, fondé en 2017. Le laboratoire a déjà été utilisé pour un certain nombre de projets de recherche commandés par des entreprises industrielles et des sociétés d’État, notamment Roscosmos, Transneft, SMS-group, Chelyabinsk Tube Rolling Plant et AO KONAR.

L’Université d’État du Sud de l’Oural est une université de transformations, où des recherches innovantes sont menées dans la plupart des domaines prioritaires du développement scientifique et technologique. Conformément à la stratégie de développement scientifique et technologique de la Fédération de Russie, l’université se concentre sur le développement de grands projets scientifiques interdisciplinaires dans le domaine de l’industrie numérique, de la science des matériaux et de l’écologie. En 2021, SUSU est devenu le lauréat du concours dans le cadre du programme Priorité 2030. L’université agit en tant que bureau de projet régional du Centre interrégional de recherche et d’éducation de classe mondiale de l’Oural (UIREC), qui vise à résoudre les tâches du projet national des sciences et des universités.

Fourni par l’Université d’État de l’Oural du Sud