Молодые исследователи из Института физики прочности и материаловедения СО РАН создали передовой композитный материал для тормозных колодок, предназначенных для скоростных поездов нового поколения. Этот материал демонстрирует семикратное превосходство в износостойкости по сравнению с существующими мировыми аналогами.
Мы разработали инновационный металлокерамический композиционный материал для тормозных колодок высокоскоростного железнодорожного транспорта. Ключевой особенностью разработки является применение современных подходов к управлению структурно-зависимыми характеристиками и структурного дизайна композитов одновременно на различных уровнях масштабной иерархии.
Томские учёные отказались от традиционного подхода к улучшению тормозных колодок высокоскоростных поездов, где в медноматричный композит добавляют керамические частицы. Проблема в слабой связи между ними, что при трении ведёт к износу и нестабильности.
В своей работе мы применили подход «композит в композите», который ранее успешно себя показал на примере теплозащитных материалов: ввели в металлическую матрицу предварительно спечённые металлокерамические композиционные включения. Тем самым добились высокой прочности связи металлическая матрица — керамические армирующие функциональные включения, предотвратили их вырывание и выкрашивание в процессе трения, добились увеличения стабильности характеристик и надёжности эксплуатации изделия.
Такой подход позволил достичь значительного увеличения прочности соединения металла и керамики. Прочность при сдвиге относительно мирового стандарта композита для тормозных колодок высокоскоростного транспорта выросла на 30%, а стойкость к изнашиванию выросла в семь раз.
Читайте еще по теме:
Систему вибродиагностики планируют применять в новых отраслях промышленности России
Новая разработка российских физиков повысит безопасность термоядерных реакторов
