Разработан новый процесс легирования, то есть улучшения свойств металлов при помощи примесей. Новые сплавы не только прочнее — у них появились новые свойства, которые можно использовать в промышленности или энергетике.

Сегодня традиционные методы легирования исчерпали свой технологический потенциал. Поэтому металлы — чтобы придать им нужные свойства — все чаще подвергают воздействию лучей заряженных частиц, потоков плазмы и лазерного излучения. Один из таких методов — ионная имплантация. Она позволяет изменить элементный состав, микроструктуру и морфологию поверхностных слоев, которые определяют такие свойства, как износостойкость и коррозионная стойкость, рассказывает EurekAlert.

Ученые из Томского политехнического университета разработали новый метод имплантации ионов, который существенно расширяет применимость технологии в промышленности. Эксперимент показал, что износостойкость стали увеличилась более чем в 100 раз. Вдобавок, такая технология позволяет изготавливать продукцию с заданными свойствами поверхности.

Например, при формировании защитного слоя из циркония на титане можно предотвращать проникновение кислорода, благодаря чему повышается срок службы и безопасность работы ядерных топливных элементов.

Преодолено и еще одно важное ограничение. До сих пор промышленное применение примесей было ограничено небольшой толщиной получившихся ионных слоев. Российские ученые повысили глубину проникновения ионов в материал, увеличив радиационно-стимулированную диффузию пучками ионов высокой плотности, которые на два-три порядка превосходят существующие аналоги. Российские специалисты создали легированный слой с глубиной несколько сотен микрометров, тогда как другие методы позволяют проникнуть вглубь лишь на несколько десятков или сотен нанометров.