В ТГУ нашли способ увеличить срок службы алюминия

Учёные Тольяттинского государственного университета придумали, как превратить мягкий алюминий в материал, по характеристикам близкий к конструкционной стали. Используя никель и лазерную обработку, они добились трёхкратного увеличения срока службы алюминиевой детали, работающей в условиях трения. Технология может быть востребована в авиастроении, автомобильной промышленности и судостроении, где алюминиевые сплавы ценят за лёгкость, но постоянно сталкиваются с проблемой их быстрого износа.

Изделия из алюминия и его сплавов широко применяются практически во всех отраслях народного хозяйства: строительстве, энергетике, в авиакосмической отрасли, судостроении, медицине и т.д. Они лёгкие и прочные, обладают высокой коррозионной стойкостью, хорошо проводят тепло и электричество, их легко обрабатывать. Но есть и весомые минусы – низкая твёрдость и износостойкость. Иногда алюминиевые детали требуют защиты с помощью специальных покрытий, и инженеры ТГУ предложили для этого оригинальный способ.

Они решили использовать никель, а точнее, предварительное химическое никелирование поверхности с последующей лазерной обработкой. В результате на алюминии формируется новый поверхностный слой, содержащий соединения алюминия и никеля. Твёрдость такого «покрытия» вырастает в шесть раз по сравнению с исходным материалом, а его износостойкость позволяет детали служить втрое дольше.

Выяснилось это в серии экспериментов: учёные наносили на алюминиевые пластины никелевое покрытие и воздействовали на поверхность лазером. Меняя режимы излучения, они подбирали условия, при которых никель и алюминий образуют соединения с лучшим комплексом свойств. Выяснилось, что концентрация никеля имеет решающее значение: чем она выше, тем твёрже покрытие. При этом поверхность после обработки получается настолько гладкой, что деталь зачастую не нуждается в дополнительной шлифовке.

– С помощью нашей технологии можно повышать свойства не всей детали, а только тех её участков, которые подвергаются трению. К тому же, метод не требует сложного и дорогого оборудования. Химическое никелирование – давно отработанный процесс, а лазерные установки сегодня есть на многих производствах. Можно взять то, что уже есть, и с помощью установленных режимов обработки получать детали, которые служат дольше. Таким образом, экономятся материалы, снижаются себестоимость производства и нагрузка на ремонтные службы, – подчёркивает один из авторов исследования, доцент кафедры «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы» Тольяттинского государственного университета Александр Бочкарёв.

В ближайшее время учёные планируют продолжить эксперименты, чтобы оптимизировать режимы обработки и распространить этот метод на более широкий спектр алюминиевых сплавов. Также специалисты намерены изучить, как полученное «покрытие» ведёт себя в агрессивных средах, например, в условиях морской воды.

Исследование выполнено в рамках реализации федеральной программы поддержки университетов «Приоритет 2030» (национальный проект «Молодёжь и дети»). Статья о нём опубликована в журнале «Сварка и диагностика» № 3 за 2026 год.

Источник: ТГУ