17.06.18

Новый сверхтвердый материал «победит» победит

Химики из России и Китая предсказали новый сверхтвердый материал, который который можно будет применять в бурении, машиностроении и других областях. Он превосходит по своим свойствам победитовые сплавы, которые применяются в этих областях сегодня. Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry Letters

Головки для буровых установок делают в основном из победита – сплава карбида вольфрама с кобальтом – с вкраплениями синтетических алмазов. Его создали в СССР в 1929 году, и с тех пор не появилось материала, который составил бы победиту конкуренцию в бурении, машиностроении, металлообработке и других областях. Существуют материалы тверже победита, но они либо сильнее подвержены трещинам, либо требуют более высокого давления при производстве.

Ученые из Сколковского института науки и технологий под руководством Артема Оганова создали алгоритм USPEX, с помощью которого предсказали новый материал борид вольфрама – WB5. Его можно синтезировать при нормальном давлении, при этом он может конкурировать с победитом по двум самым важным параметрам: твердости и устойчивости к трещинам. Уступая победиту по трещинностойкости на 20%, новый материал превосходит конкурента по твердости на 50%.

Чтобы обнаружить материал, ученые «перебрали» с помощью алгоритма множество групп химических соединений. В ходе работы исследователи получили несколько стабильных веществ с интересными свойствами, но с победитом они сравниться не могли. «В какой-то момент я даже подумал, что нам не удастся победить победит, и не зря этот материал удерживал свою нишу почти столетие», – рассказал руководитель исследования, профессор Сколтеха, Артем Оганов.

Перебрав множество вариантов, ученые наконец обнаружили подходящее вещество. К их удивлению оно оказалось в ряду уже давно изученных соединений. «Система вольфрам-бор была предметом огромного числа экспериментальных и теоретических исследований, и странно, что это соединение не было обнаружено до сих пор», – рассказал один из авторов исследования, научный сотрудник Сколтеха Александр Квашнин.

Читайте также