Обзор
Уникальные свойства квазикристаллов позволяют найти массу потенциальных применений во многих отраслях промышленности.
Огромный плацдарм для применения имеют квазикристаллические покрытия благодаря их жесткости и прочности. Таким покрытием можно решить многие проблемы, связанные с износом поверхностей в различных двигателях, нефтяных буров, лифтовых тросов и др.
Проблемы, связанные с хрупкостью квазикристаллических материалов, решаются путем армирования сплавов на основе алюминия. Такая технология уже внедрена и распространена в производстве зарубежом. Шведская компания Sandvik производит один из самых прочных в мире сплавов, который применяется в изготовлении хирургических инструментов и бритвенных лезвий.
Sandvik – не единственный пример успешной и масштабной коммерциализации квазикристаллических материалов. Французская компания Sitram выпускает сковородки с уникальным антипригарным покрытием на основе квазикристаллов, что стало возможным благодаря их низкой теплопроводности.
Низкая теплопроводность и электропроводность квазикристаллов открывает возможности их использования для создания термоэлектрических материалов, конвертирующих тепловую энергию в электрическую. Это поможет утилизировать бросовое тепло, например, в автомобилях.
Дальнейшее развитие технологий синтеза и обработки квазикристаллов может обеспечить появление совершенно новых уникальных материалов будущего, из которых благодаря появлению и развитию 3D-печати можно будет за короткое время изготовить детали практически любых форм и размеров
Присадки
На базе опытно-внедренческой лаборатории компания ООО “КвазиКристаллы” активно разрабатывает антифрикционный смазочный материал на основе квазикристаллического порошка. За счёт введения в масло ультрадисперсных частиц квазикристалла системы Al-Cu-Fe происходит повышение уровня эксплуатационных характеристик, показателей работоспособности и экономической эффективности антифрикционной масляной суспензии по сравнению с базовым маслом.
Планируется, что подобное изменение основных свойств смазочного материала, приведёт к:
- повышению ресурса узла трения в (1,5 – 1,7) раз;
- снижению температуры подшипника на (20 – 30) С;
- существенному снижению шума и вибраций работающего механизма.
Подобных аналогов на рынке смазочных материалов не имеется как и в России, так и в мире. Область применения такой антифрикционной смазки довольно широка. Она захватывает машины и агрегаты практически всех отраслей промышленности России.
В настоящее время нашей компанией активно ведутся совместные исследования и испытания с Объединенным центром исследований и разработок ООО «РН-ЦИР» при ОАО «НК «Роснефть».
Композиционные материалы
На базе опытно-внедренческой лаборатории компания ООО “КвазиКристаллы” активно разрабатывает новый антифрикционный композиционный материал за счёт армирования баббитов частицами квазикристалла системы Al-Cu-Fe. В новом продукте ожидается существенное повышение уровня эксплуатационных характеристик, показателей работоспособности и экономической эффективности:
- уровень антифрикционных характеристик баббитов с квазикристаллом будет не ниже уровня аналогичных характеристик баббитов;
- значение условного предела текучести баббитов с квазикристаллом при сжатии, связанное со способностью материала противостоять смятию, превысит аналогичный уровень соответствующего баббита в (1,5 - 2,0) раза;
- усталостные характеристики баббитов с квазикристаллом будут повышены не менее чем в 2 раза относительно усталостных характеристик соответствующих баббитов.
Подобное изменение механических свойств материала, приведёт к двойному увеличению межремонтного срока эксплуатации, а в дальнейшем и к выходу на срок эксплуатации подшипника, равный межремонтному периоду всей технической системы (в настоящее время замену подшипников из баббита приходится проводить несколько раз за период межремонтного срока устройства).
В настоящее время нашей ведутся переговоры о совместных исследованиях и испытаниях с Институтом проблем сверхпластичности металлов.