Российские и китайские ученые обнаружили новый сверхтвердый материал, который прочнее и удобнее в использовании, чем победит — главный сплав современной обрабатывающей металлургии. Об этом говорится в статье, опубликованной в Journal of Physical Chemistry Letters.
«Прежде чем мы обнаружили этот материал, мы изучили на компьютере множество других соединений. Это были интересные вещества, но с победитом они соревноваться не могли. Я даже подумал, что мы не сможем победить победит — не зря этот материал удерживал свою нишу почти столетие. И вдруг забрезжил свет на горизонте, и мы нашли уникальное соединение — WB5», — рассказывает Артем Оганов, химик из МФТИ и Сколковского института науки и технологий.
Советские металлурги открыли победит — соединение вольфрама, углерода и кобальта — в 1929 году. С тех пор он стал основой для всех режущих инструментов и прочих деталей, которым необходимы сверхвысокая прочность и износостойкость.
Однако у этого сплава есть существенный недостаток — он довольно дорог и хрупок. Поэтому инструменты обычно не делают из победита целиком, а покрывают его вставками или напылением из наночастиц.
Несмотря на это, победит по-прежнему применяется в отечественной и зарубежной промышленности, так как у его конкурентов еще больше недостатков. Химики, как отмечает Оганов, ищут замену этому материалу уже почти столетие.
Оганов и его коллеги решили эту проблему при помощи алгоритма USPEX, созданного российским химиком для просчета того, как ведут себя кристаллы и другие структуры из множества атомов при экстремальных давлениях и температурах.
Экспериментируя в этой виртуальной лаборатории, работавшей на суперкомпьютере «Рюрик» в стенах МФТИ, российские и китайские химики обнаружили, что еще одно соединение вольфрама — пентаборид вольфрама (WB5) — может на равных бороться с победитом и при этом быть достаточно дешевым для изготовления.
Как отмечают Оганов и его коллеги, WB5 несколько уступает победиту в трещиностойкости, но при этом превосходит его в твердости примерно в полтора раза. В отличие от других сверхтвердых материалов, пентаборид вольфрама можно получать при нормальных температуре и давлении, а свои свойства он сохраняет даже при высоких температурах.
По словам химиков, их разработкой уже заинтересовались российские нефтяные компании, чьи буровые установки постоянно нуждаются в качественных покрытиях для сверл и других инструментов, соприкасающихся с твердыми горными породами.
https://ria.ru/science/20180613/1522619366.html
Комментарии закрыты.