Учёные НИТУ МИСИС разработали алюминиевый композит для аддитивного производства, который сочетает лёгкость, высокую прочность и устойчивость к радиации. Материал уже прошёл первые испытания и готов к применению в деталях сложной формы для аэрокосмической и атомной отраслей.
Российские исследователи решили ключевую проблему металлических композитов — равномерное распределение наночастиц в алюминиевой матрице.
Благодаря двухэтапной технологии с использованием низкоэнергетического планетарного шарового измельчения удалось получить порошок силумина с добавлением 1% карбида вольфрама, сохранив при этом сыпучесть и плотность, критичные для 3D-печати.
Прочность нового материала при растяжении достигает 400 мегапаскалей при удлинении около 4% — показатели, сопоставимые с лучшими мировыми аналогами на основе силумина. Параллельно образцы проходят тестирование на радиационную стойкость: облучение ионами криптона с энергией 147 мегаэлектронвольт моделирует экстремальные условия длительной эксплуатации в реакторах и на орбите.
В процессе 3D-печати в композите формируются новые фазы — метастабильный бета-вольфрам и интерметаллид алюминия с вольфрамом. Именно они усиливают сплав, позволяя объединить три ключевых свойства: малый вес, повышенную механическую прочность и защиту от ионизирующего излучения.
Новый композит позволяет печатать детали сложной геометрии. Это открывает путь к созданию облегчённых компонентов для спутников, ракетных двигателей, элементов ядерных реакторов и другого высокотехнологичного оборудования, где критичны одновременно масса, надёжность и радиационная стойкость.
