Это позволит производить этот модификатор-упрочнитель композиционных материалов в промышленных масштабах
Ученые Национального исследовательского технологического
университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС») разработали экономичный
способ получения наночастиц гексагонального нитрида бора, который
позволит производить этот модификатор-упрочнитель композиционных
материалов в промышленных масштабах, сообщает РИА Новости.
Результаты исследования опубликованы в научном
журнале Material Science &
Engineering A.
Композиционные материалы – это многокомпонентные материалы,
состоящие, как правило, из пластичной основы, армированной
наполнителями, обладающими высокой прочностью, жёсткостью и т. д.
Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового
материала, свойства которого отличаются от свойств каждого из его
составляющих. Многие композиты превосходят традиционные материалы
и сплавы по своим механическим свойствам и в то же время они
легче.
Один из возможных модификаторов-упрочнителей композиционных
материалов – наночастицы гексагонального нитрида бора. Их
уникальные свойства известны материаловедам довольно давно. Эти
наноматериалы могут применяться для решения самых разных задач,
включая адресную доставку лекарств. Однако процесс получения
наночастиц нитрида бора – дело весьма непростое и дорогостоящее.
Ученые научно-исследовательской лаборатории «Неорганические
наноматериалы» НИТУ «МИСиС» разработали технологию получения
наночастиц путем контролируемого расслоения и измельчения
микропорошка гексагонального нитрида бора в шаровой мельнице.
За счет высокоэнергетической обработки микрочастиц в различных
средах исследователям удалось снизить размеры частиц более чем в
100 раз и получить нанолисты размером 50-100 нм.
«Результаты работы показали высокую эффективность расслоения и
измельчения микропорошка гексагонального нитрида бора в шаровой
мельнице, разработанная методика позволяет обеспечить высокий
выход наночастиц средним размером 50-100 нм», — рассказал РИА
Новости соавтор исследования, старший научный сотрудник
лаборатории «Неорганические наноматериалы» Андрей Ковальский.
С применением полученных наночастиц ученые синтезировали первые
композиционные металлокерамические материалы на основе алюминия,
которые уже показали существенное упрочнение. По подсчетам НИТУ
«МИСиС», затраты на получение подобных наноструктур с применением
новой технологии могут быть снижены более чем в 20 раз, по
сравнению с использованием традиционных методик
высокотемпературного синтеза.
Гексагональный нитрид бора – типичный слоистый материал,
структурный близнец графена. Микрочастицы гексагонального нитрида
бора представляют из себя «пакеты» листов.
Для получения наночастиц эти «пакеты» необходимо расслоить и
измельчить. При механическом, или ультразвуковом измельчении в
итоговом продукте всегда обнаруживаются примеси материалов, из
которых изготовлен инструмент. В предложенной технологии,
благодаря сочетанию условий среды (аргон, изопропанол,
полиэтиленгликоль) и оптимизации параметров обработки,
исследователям удалось значительно снизить количество примесей.
Это, в сочетании с дешевизной нового метода, позволит в ближайшем
времени использовать его в промышленных масштабах.
Иллюстрация: Процесс перемешивания наночастиц. © Фото :
Сергей Гнусков, НИТУ «МИСиС»
Источник: ria.ru
