Ученые Московского Политеха впервые синтезировали сплав химически активных металлов гидридно-кальциевым методом. Такие порошки отличаются высокой способностью поглощать и удерживать водород. В емкости для транспортировки водорода добавляется сплав, который поглощает водород, растворяя его в себе. Для того, чтобы вернуть водород обратно в состояние газа, нужно, например, нагреть этот порошок до определенной температуры.
Спектр применения сплава широк: в автомобилестроении, металлургии, химической промышленности, ядерной энергетике. Благодаря особому механизму синтеза метод позволяет получать разнообразные материалы.
Кальций здесь выступает восстановителем большинства оксидов промышленно важных металлов. К примеру, оксиды хрома и тантала кальций легко восстанавливает до чистых металлов. Далее они взаимодействуют друг с другом, формируя сплав, из которого изготавливают, к примеру, баллоны для транспортировки водорода.
Получение тугоплавких сплавов химически активных металлов с помощью классической металлургии – процесс очень дорогой и технически сложный. Ученые Московского Политеха развивают альтернативную технологию – порошковую металлургию, а именно гидридно-кальциевый метод. Главным его достоинством является использование в качестве исходных компонентов дешёвых оксидов, а сам процесс получения различных материалов — от руды до готового продукта — проходит за один цикл термической обработки, что серьезно упрощает производственную цепочку.
«Мы используем оксиды тех металлов, сплав которых нам нужно получить, и уже в ходе термической обработки формируем нужный состав в виде порошка. Синтезированные порошки позволяют значительно ускорить поверхностные реакции, например, поглощение газа или спекание металлов, если нам нужно получить компактную заготовку», — отметил Сергей Юдин, к.т.н., доцент, руководитель проекта по получению сплавов химически активных металлов гидридно-кальциевым методом.
В рамках научной работы в Московском Политехе гидридно-кальциевым методом впервые синтезирован высокоэнтропийный сплав – материал, состоящий из пяти элементов, взятых в одинаковых атомных концентрациях. Пока получена механическая смесь металлов и неоднородный сплав. Прийти же нужно к такому состоянию, когда металлы сформируют единый сплав: только в этом случае его поглощающая способность увеличивается. Задача — синтезировать порошок, который на каждые свои 100 граммов сможет поглощать около 19 литров водорода. Сейчас удалось добиться поглощения 12 литров.
