Молодой ученый Томского политехнического университета Арина Гумовская разрабатывает метод получения материалов на основе диборида титана — сверхтвердого материала, устойчивого к механическим повреждениям. Этот метод позволит получать диборид титана быстрее и дешевле, чем аналоги. Конечная цель — синтезировать наноразмерные частицы диборида титана для производства сложных композитных материалов. Сейчас наноразмерный диборид титана закупается за рубежом. Проект реализуется при грантовой поддержке Фонда содействия инновациям по программе «УМНИК».
Химические свойства диборида титана и материалов на его основе позволяют использовать их в различных отраслях промышленности. В частности, в ядерной промышленности для создания нейтронопоглощающего материала и изготовления стержней для ядерных реакторов, в химической отрасли — для изготовления испарителей алюминия и электролизеров для получения алюминия, а также в качестве добавки для композитов, увеличивающей их прочность.
«Преимущество предложенного нами электродугового метода в том, что он позволяет получать диборид титана в открытой атмосфере воздуха без использования инертных газов и каскада вакуумных насосов. Реализовать такую технологию позволяет дуговой реактор для получения различных материалов, разработанный специалистами Инженерной школы энергетики ТПУ. Данный метод требует меньших затрат энергии, а процесс синтеза проходит в разы быстрее, по сравнению с прямыми аналогами», —рассказывает инженер Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова ТПУ Арина Гумовская.
В рамках исследования уже проведена серия экспериментов, позволивших определить оптимальное соотношение бора и титана в исходном сырье, а также время и силу тока с целью получения максимального выхода продукта при минимальных затратах энергии.
Следующий этап проекта — исследование морфологии частиц с использованием методов электронной микроскопии.
«До настоящего времени российские технологии позволяли производить только микроразмерные частицы диборида титана. Наша цель — синтезировать наноразмерные частицы. Именно нанопорошок необходим для получения композитов, сейчас он закупается за рубежом», — отмечает Арина Гумовская.