Специалисты Московского авиационного института разработали новую технологию обработки титановых сплавов, позволяющую создавать материалы с повышенной стойкостью к ударам.
Как сообщили ТАСС в пресс-службе вуза, разработка предназначена для защиты автомобилей, самолётов и надводного транспорта. Новые материалы эффективно поглощают высокоскоростные удары и при этом имеют меньший вес по сравнению с существующими аналогами.
Ключевая особенность разработки — градиентная структура материала. Лицевая сторона, принимающая удар, обладает повышенной прочностью и твёрдостью. Обратная сторона, напротив, имеет низкую прочность и твёрдость, что препятствует быстрому росту трещин. За счёт этого монолитный материал демонстрирует комплекс свойств, который традиционно присущ только многослойным сэндвич-конструкциям из разных материалов. Такое градиентное изменение структуры обеспечивает повышенную динамическую стойкость, пояснила доцент образовательного центра института «Новые материалы и производственные технологии» МАИ Ольга Гвоздева.
В основе технологии лежит метод обратимого легирования водородом. Учёные создали условия, при которых водород проникает в заготовку только с одной стороны, а затем удаляется при обработке в вакууме. Изменяя температурно-временные параметры процесса, исследователи могут контролировать глубину проникновения водорода и формировать необходимую неоднородную структуру.
Преимущество подхода МАИ перед традиционными многослойными защитными системами (например, керамика-сталь-полимер) заключается в отсутствии границ раздела между слоями. Это снижает риск расслоения и разрушения материала, упрощает конструкцию и одновременно обеспечивает высокую стойкость к высокоэнергетическим нагрузкам при меньшей массе.
По замыслу разработчиков, замена традиционных материалов на титановые сплавы с градиентной структурой должна повысить защищённость автомобилей, авиационного и надводного транспорта, не ухудшая их управляемость и грузоподъёмность за счёт избыточной массы брони.
На текущем этапе проекта уже получены и успешно испытаны первые опытные образцы инновационного материала. В дальнейшем учёные сосредоточатся на усовершенствовании технологии, в том числе на удешевлении производства.
