Исследователи Сколтеха напечатали на 3D-принтере образцы из новых сплавов стали и бронзы, которые помогут улучшить двигатели российских ракет и самолетов. Как сообщили Наука.рф в университете, свойства ранее не изученных сплавов помогут модернизировать камеру сгорания – сталь повысит ее жаростойкость, а бронза – теплопроводность, чтобы не допускать перегрева.
«У технологии 3D-печати большие возможности для изготовления композитов – материалов, состоящих из двух разнородных компонентов и наследующих их свойства, – рассказал руководитель научной группы, доцент Центра технологий материалов Сколтеха Игорь Шишковский. – Можно сделать цельную композитную камеру с плавным, бездефектным переходом: внутри она бронзовая и потому хорошо охлаждается, снаружи – стальная, поэтому не происходит разрушения».
Ученые совместили бронзу и сталь двумя разными способами. Были получены так называемые квазигомогенные сплавы, в которых два исходных материала сравнительно равномерно перемешаны. Также были напечатаны «сэндвичные» структуры из чередующихся 0,25-миллиметровых слоев бронзы и стали. Специалисты исследовали два пропорциональных соотношения в сплавах: 50 и 75% бронзы к 50 и 25% стали соответственно. Кроме того, изучалось влияние разного состава бронзы – алюминиевой, хромистой и оловянистой.
В ходе исследований подтвердилось, что составляющие хорошо смешиваются и не образуют дефектов, были изучены структурные и механические свойства. Специалисты выращивали снизу вверх вертикальные бруски и контролировали их форму, химический состав и микроструктуру.
Как рассказал первый автор работы, аспирант Сколтеха Константин Макаренко, следующим этапом станет создание лопаток турбин, каналы охлаждения которых будут сделаны из бронзы, а сама лопатка – из прочного суперсплава. В перспективе ученые надеются изготовить и испытать на базе университета железо-медную камеру сгорания с применением новых сплавов.
