Ученые Томского политехнического университета разработали уникальный способ производства карбида вольфрама и других сверхтвердых материалов. Метод намного проще и надежнее аналогов, а также позволяет использовать в качестве сырья отходы, содержащие подобные материалы. Основные результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Refractory Metals and Hard Materials.

Подробнее о разработке в материале журналистов РИА Наука.

Карбид вольфрама — сверхтвердый материал, широко применяемый при изготовлении инструментов для бурения, сверления и других износостойких деталей. В последние годы активно изучаются возможности применения карбида вольфрама в качестве катализатора при получении водорода из воды. Лучшими катализаторами пока считаются платина, палладий и ряд других дорогостоящих металлов, но, по мнению ученых Томского политеха, сравнительно недорогой нанопорошок карбида вольфрама способен заменить их.

Ученым ТПУ удалось создать новый электродуговой метод синтеза нанопорошка из карбида вольфрама. Этот способ позволяет существенно улучшить технологию производства — новая система проще, компактнее и дешевле, а также экономнее и надежнее аналогов.

«Благодаря использованию графитных электродов специальной формы при генерации электродуговой плазмы мы смогли добиться образования автономной самоизолирующейся газовой среды без использования вакуумной камеры. Это существенно облегчает процесс и в несколько раз снижает энергозатраты», — объяснил научный сотрудник Научно-исследовательского центра «Экоэнергетика 4.0» ТПУ Александр Пак.

Добавим, что дополнительным преимуществом методики является возможность использования в качестве исходных материалов синтеза изношенных буров, отработанных деталей резцов и других отходов, содержащих карбид вольфрама. По словам политехников, прямых аналогов этой технологии, сопоставимых по эффективности и экономичности, сегодня нет.

«Новый метод применим также для синтеза и эффективной переработки других сверхтвердых тугоплавких материалов – таких, как карбид титана, карбид кремния или карбид бора», — объясняют авторы исследования.

В перспективе коллектив ученых Томского политеха планирует оптимизировать технологию для практического внедрения, а также расширить список отходов, которые можно утилизировать по новой методике.

Исследование проводится в рамках проекта Российского научного фонда 19–79–00086.