Уникальный наноматериал со свойствами металла и керамики создали в СамГТУ

Исследователи Самарского государственного технического университета (СамГТУ) разработали инновационный наноструктурированный материал, объединяющий характеристики керамики и металла. Эта разработка перспективна для производства нагревательных элементов и медицинских имплантатов.

Источник изображения сгенерировано нейросетью Grok

Научный коллектив университета смоделировал и синтезировал новый неорганический материал на базе МАХ-фазы карбосилицида титана (Ti3SiC2) с частичным замещением кремния атомами меди. МАХ-фазы представляют собой особый класс слоистых керамических материалов, демонстрирующих уникальный набор металлических свойств.

Ключевые свойства МАХ-фаз обусловлены их атомной слоистой структурой. Эти материалы отличаются высокой эластичностью, прочностью, коррозионной стойкостью, отличной теплопроводностью и электропроводностью. Они также обладают низким коэффициентом теплового расширения, пластичностью, устойчивостью к трению, термостойкостью, жаропрочностью, а некоторые — повышенной сопротивляемостью усталости и окислению.

Для получения чистой МАХ-фазы учёные применили экологичный метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Затем материал был модифицирован в печи, где в нанослоистую структуру карбосилицида титана внедрили атомы меди, заместив до половины содержания кремния. Исследователям удалось создать и экспериментально подтвердить стабильную фазу медьсодержащего карбосилицида титана (Ti3Si0.93Cu0.07C2).

Новый материал рассматривается как перспективный для применения в роли огнеупорных или конструкционных материалов. Он может использоваться для высокотемпературных покрытий электрических контактов, в производстве нагревательных элементов, медицинских имплантатов для костной ткани и в триботехнике (изучении трения и износа).