Команде молодых ученых из НИТУ «МИСиС» удалось синтезировать новый тугоплавкий материал, содержащий железо. Наличие этого металла обеспечит полученному веществу дополнительные магнитные свойства. Это позволит создавать особо термостойкие огнеупорные покрытия и сверхминиатюрные устройства хранения информации.
С 1990-х годов ученые исследуют новый класс искусственных тугоплавких материалов — MAX-фазы. Они отличаются особой слоистой структурой кристаллической решетки и уникальным сочетанием наиболее востребованных свойств металла и керамики. MAX-фазы демонстрируют высокую жесткость и упругость, устойчивость к химическому и тепловому воздействию, низкий удельный вес, малый коэффициент теплового расширения. Такие материалы хорошо проводят тепло и электрический ток.
— Нашему коллективу удалось впервые в мире получить магнитную МАХ-фазу с железом. Доля атомов железа при этом составила 10%. Ранее считалось, что невозможно довести этот показатель до уровня более 0,3–0,5%. Такая концентрация находилась в пределах погрешности эксперимента, из-за чего присутствие данного металла было сложно доказать. Мы нашли параметры синтеза, которые позволяют получить достаточно стабильные магнитные МАХ-фазы, — рассказала руководитель проекта Анна Позняк, научный сотрудник кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС».
По ее словам, свойства магнитных МАХ-фаз позволяют использовать их, например, для создания высокоэффективных двигателей. Также можно конструировать устойчивые к повреждениям тепловые системы — с высокой стойкостью к «усталости» материала и сохранением жесткости при высоких температурах. Открываются новые возможности и для производства особо жестких и термостойких огнеупоров, высокотемпературных нагревательных элементов, покрытий для электрических контактов, устройств и механизмов для ядерной промышленности, устойчивых к жесткой радиации.
На основе магнитных МАХ-фаз можно создать устройства хранения информации малых размеров, с высокой плотностью записи данных. Такие жесткие диски будут обладать высокой скоростью реагирования и меньшим энергопотреблением, чем традиционные электронные устройства.
Заведующий кафедрой материаловедения Московского политехнического университета рассказал «Известиям», что к настоящему времени в мире синтезировано более 60 материалов на основе МАХ-фаз.
— Ученым НИТУ «МИСиС» впервые удалось создать МАХ-фазу с содержанием железа, — отметил эксперт. — Это позволило добавить к списку полезных физических свойств таких материалов еще и ферромагнетизм.
Этим термином ученые обозначают способность некоторых материалов к самопроизвольному намагничиванию. Таким свойством обладают, например, железо, никель и кобальт.