Лого Сделано у нас
88

Химики из России разработали уникальный сверхтвердый материал

  •  © ristroy.ru

Российские и китайские ученые обнаружили новый сверхтвердый материал, который прочнее и удобнее в использовании, чем победит — главный сплав современной обрабатывающей металлургии. Об этом говорится в статье, опубликованной в Journal of Physical Chemistry Letters.

«Прежде чем мы обнаружили этот материал, мы изучили на компьютере множество других соединений. Это были интересные вещества, но с победитом они соревноваться не могли. Я даже подумал, что мы не сможем победить победит — не зря этот материал удерживал свою нишу почти столетие. И вдруг забрезжил свет на горизонте, и мы нашли уникальное соединение — WB5», — рассказывает Артем Оганов, химик из МФТИ и Сколковского института науки и технологий.

Советские металлурги открыли победит — соединение вольфрама, углерода и кобальта — в 1929 году. С тех пор он стал основой для всех режущих инструментов и прочих деталей, которым необходимы сверхвысокая прочность и износостойкость.

Однако у этого сплава есть существенный недостаток — он довольно дорог и хрупок. Поэтому инструменты обычно не делают из победита целиком, а покрывают его вставками или напылением из наночастиц.

Несмотря на это, победит по-прежнему применяется в отечественной и зарубежной промышленности, так как у его конкурентов еще больше недостатков. Химики, как отмечает Оганов, ищут замену этому материалу уже почти столетие.

Оганов и его коллеги решили эту проблему при помощи алгоритма USPEX, созданного российским химиком для просчета того, как ведут себя кристаллы и другие структуры из множества атомов при экстремальных давлениях и температурах.

Экспериментируя в этой виртуальной лаборатории, работавшей на суперкомпьютере «Рюрик» в стенах МФТИ, российские и китайские химики обнаружили, что еще одно соединение вольфрама — пентаборид вольфрама (WB5) — может на равных бороться с победитом и при этом быть достаточно дешевым для изготовления.

Как отмечают Оганов и его коллеги, WB5 несколько уступает победиту в трещиностойкости, но при этом превосходит его в твердости примерно в полтора раза. В отличие от других сверхтвердых материалов, пентаборид вольфрама можно получать при нормальных температуре и давлении, а свои свойства он сохраняет даже при высоких температурах.

По словам химиков, их разработкой уже заинтересовались российские нефтяные компании, чьи буровые установки постоянно нуждаются в качественных покрытиях для сверл и других инструментов, соприкасающихся с твердыми горными породами.


  • Комментарий скрыт по причине низкого рейтинга. показать
    • 12
      Нет аватара Иван Кутузов
      14.06.1800:07:48

      А в чем бред?

      — Что с китайцам? Так сейчас многие группы состоят из специалистов разных стран.

      — Что в чем-то уступает, а в другом превосходит? Таково устройство нашего мира: чтобы в чем-то выиграть, надо в чем-то потерять. Идеального и безнадежного не бывает. Бывает приемлемое или неприемлемое применительно к конкретной ситуации.

  • 7
    Нет аватара Иван Кутузов
    14.06.1800:03:51

    Интересно, можно ли высаживать в виде тонкой пленки на поверхности деталей? Например, на валах, кулачках и т. п.

  • 24
    Нет аватара Neta
    14.06.1800:42:23

    Артем Оганов не просто химик, а профессор, российский кристаллограф-теоретик и минералог, геолог, материаловед, педагог, доктор физико-математических наук, вернувшийся в Россию, чтобы служить отечественной науке. Еще молодой, но очень перспективный ученый.

    Отредактировано: Neta~00:43 14.06.18
    • 16
      Е.Юрий Е.Юрий
      14.06.1803:00:51

      вернувшийся в Россию, чтобы служить отечественной науке

      И слава Богу! И чтобы все у них получилось.

    • 17
      Нет аватара vlTepes
      14.06.1809:50:23

      Артем Оганов не просто химик

      А еще большой популяризатор науки и патриот!

  • 5
    Нет аватара flagmin
    14.06.1813:45:28

    Честно говоря, создается впечатление, что профессор Оганов хоть и большой специалист в химии, но от производства весьма далек. Если под термином «победит» он понимает именно сплав, разработанный в 1929 году в СССР (твёрдый спечённый сплав, получаемый методом порошковой металлургии из монокарбида вольфрама (ок. 90%) и кобальта (ок. 10%).Твёрдость по Роквеллу 85-90 (шкала А), износостойкость 0,5-0,6 мг/мм — БСЭ), то никакой «столетней уникальной ниши» у него нет — это одна из торговых марок твердого сплава (третья в мире по времени создания), и превзойти его не велика заслуга — победит в чистом виде давно уже не выпускается и по всем параметрам уступает современным мелкозернистым твердым сплавам. Если же под словом «победит» профессор Аганов понимает твердые сплавы на основе карбида вольфрама вообще (так сегодня делают, в основном, работники производства пенсионного возраста), то это уже интереснее, но тогда стоит заметить, что такие материалы впервые были получены в Германии фирмой OSRAM, а первые твердосплавные инструменты начал выпускать концерн Крупп в 1926 под торговой маркой WIDIA. До массового внедрения победита в СССР твердый сплав называли «сталью Видия"

    По поводу дороговизны твердого сплава и сложности выпуска цельного твердосплавного инструмента — это тоже, конечно, преувеличение. Твердосплавные фрезы и сверла — обычное дело и стоят не так дорого.

    Но альтернатива вырисовывается интересная.

    Отредактировано: flagmin~20:44 14.06.18
  • 0
    Всеволод Воробьёв Всеволод Воробьёв
    14.06.1817:39:12

    Есть силинит-Р. инструментальный материал на основе нитрида кремния. твердостью (HRA 94—96).

    превосходит эльбор и минералкерамику.

  • 1
    Clausson Clausson
    14.06.1818:16:33

    Критикам.

    Господа, есть иные материалы, более современные чем классический победит — не вопрос. НО!

    Пентаборид вольфрама можно получать при нормальных температуре и давлении, а свои свойства он сохраняет даже при высоких температурах

    Не «горит» как победит, и производство судя по описанию будет значительно дешевле.

  • 4
    Сергей Шеломенцев Сергей Шеломенцев
    14.06.1819:16:28

    В итоге не понятно кому будет принадлежать патент на WB5 нашим или китайским химикам ?

    Кстате в оригинале статьи не «разработали", а всего лишь «предсказали"    

    «Если такой кристалл удастся синтезировать в реальности, то он может стать заменой другим современным сверхтвердым материалам, таким как победит, пишут ученые в The Journal of Physical Chemistry Letters."

    Отредактировано: Сергей Шеломенцев~19:26 14.06.18
    • 0
      Нет аватара brat_po_razumu
      15.06.1801:57:26

      нашим или китайским химикам

      Ни один патент в мире не принадлежит и не может принадлежать какой-лиюо стране (России, Китаю, США…), патент принадлежит его авторам.

      И прошу уяснить основополагающее, 2×2 = 4:

      ОПУБЛИКОВАННОЕ в литературе — запатентовано уже никогда быть не сможет. Это — уже общественный домен, опубликованное может использовать любой человек в мире, бесплатно.

      Даже представленное в докладе на научной конференции — с момента доклада запатентовано быть уже не может.

      Это знает любой, даже самый-самый начинающий, патентовед или научный сотрудник/инженер, хоть в малейшей области связанный с изобретательским делом.

      Соответственно, вопросы типа «а кто после публикации станет владельцем патента» — это вопросы профана (полностью несведующего человека — не оскорбление, нельзя знать все).

      Никто не станет — потому как после публикации патентование НЕВОЗМОЖНО В ПРИНЦИПЕ.

      • -1
        Сергей Шеломенцев Сергей Шеломенцев
        15.06.1813:43:26

        Ну т. е. вы даже не предполагаете, по своему скудоумию, вариант что патент возможно был оформлен До публикации?    

        • 0
          Нет аватара brat_po_razumu
          15.06.1820:38:23

          Если патент УЖЕ оформлен — то вопрос кому он БУДЕТ принадлежать есть вопрос бессмысленный.

          Если патент оформлен — он УЖЕ принадлежит. Авторам патента.

  • 1
    VV Axntv VV Axntv
    14.06.1819:27:16

    Так он у них виртуальный, «полученный» на основе компьютерного моделирования.

    Учитывая, что бориды карбиды вольфрама исследовались в лабораториях сто лет, вряд ли он вообще существует при обычных условиях и даже если его найдут — получение не будет экономичным.

    • 0
      Андрей Тихоновский Андрей Тихоновский
      15.06.1808:18:20

      Да-да, что-то мне это напоминает… А, точно. «Мост есть только на бумаге, опоры утонут и потрескаются, никто не будет пользоваться» и т. д.

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,