Российские физики сделали титан неуязвимым для действия кислот

МОСКВА, 20 дек — РИА Новости. Ученые из Новосибирска разработали технологию, повышающую коррозийную стойкость титана на несколько порядков. Это позволит создать долговечные химические реакторы, сообщают исследователи в статье для Applied Surface Science.

«

"По уровню коррозийной стойкости наши сплавы превосходят специальную кислотостойкую нержавеющую сталь в десятки раз. Поэтому, несмотря на то, что стоимость килограмма материала выше — 3000 против 900 рублей, по соотношению цены к качеству он выигрывает в несколько раз", — рассказывает Виталий Самойленко из Новосибирского государственного технического университета.

Титан применяется в аэрокосмической отрасли и медицине благодаря его прочности, легкости, стойкости к коррозии. Кроме того, он почти не вызывает раздражения при имплантации в организм.

Ученые, как отмечает Самойленко, давно мечтают создать дешевые сплавы титана с танталом, ниобием и другими тугоплавкими металлами, которые обладают сверхвысокой износостойкостью, инертностью и другими полезными свойствами. Подобные материалы на базе других металлов, в том числе железа, активно используются в химической промышленности.

Их разработка, передает пресс-служба Института ядерной физики СО РАН, осложнена тем, что титан плавится при относительно низких температурах — около 1600 градусов Цельсия. Для сравнения: температура плавления тантала — около трех тысяч, а ниобия — 2400 градусов Цельсия. Это не позволяет равномерно "перемешать" оба металла, так как тугоплавкий материал будет тонуть, а не растворяться в титане.

Российские физики решили эту проблему при помощи технологий порошковой металлургии, известной еще со времен Древнего Египта, и современного ускорителя частиц, пучок частиц которого может плавить и мелкие частицы из титана, и аналогичные фрагменты из тугоплавких материалов.

По своей сути методика достаточно проста: ученые покрывают пластину из титана тонким слоем порошка, состоящего из микроскопических частиц титана и тантала, а также других тугоплавких металлов. После этого по ней проходит электронный луч, вырабатываемый ускорителем частиц ЭЛВ-6, созданным для этих целей в ИЯФ СО РАН.

"Электронный пучок проникает сквозь порошок и плавит частицы титана и поверхность титановой пластины. Частицы тантала смачиваются титаном и растворяются в нем, как сахар в воде. Так мы получаем наплавленный слой, который увеличивает коррозионную стойкость исходного металла до ста раз", — добавляет Михаил Голковский, старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН.

"Слоеные" пластины, отмечает ученый, можно обрабатывать и использовать в металлургической промышленности как обычный титан или другие металлы: защитный слой трескается и повреждается только в самых экстремальных ситуациях.

Затем листы из этого материала можно прокатывать, деформировать иными путями и получать из них конструкции любой формы, толщины и размеров.

С помощью этой технологии российские физики разработали несколько сплавов титана и тугоплавких металлов, обладающих рекордной стойкостью к действию соляной, серной и азотных кислот и при этом отличающихся относительно низкой стоимостью.

По словам ученых, конструкции из таких материалов будут легче, чем аналогичные сосуды из кислотостойкой нержавеющей стали. Это поможет им быстро проникнуть на промышленные предприятия и в лаборатории химиков.