Исследовательский коллектив из Саратовского государственного технического университета имени Ю.А. Гагарина совместно с коллегами из Южного федерального университета и Цзилиньского университета разработали инновационный метод значительного улучшения свойств гальванических никелевых покрытий. Добавление в электролит ультратонких нанослоев карбида титана позволило одновременно повысить твердость покрытия более чем в два раза и существенно замедлить его коррозию.

Никелевые покрытия широко используются в машиностроении, химической и нефтегазовой промышленности для защиты деталей от износа и коррозии. Однако традиционные методы их нанесения не всегда обеспечивают достаточную долговечность в агрессивных средах, например, в химическом производстве. Учёные Политеха предложили решение этой проблемы, добавив в стандартный сульфатно-хлоридный электролит никелирования особые нанолисты – двумерные материалы MXene, полученные путем химического травления и последующего расслоения материала MAX-фазы. В результате исследователи зафиксировали кардинальные изменения в структуре покрытия, а также рост микротвердости и повышение коррозионной стойкости.

«Улучшение свойств мы объясняем синергией нескольких факторов. Нанослои MXene служат барьером для проникновения агрессивных ионов, а также они выступают в роли дополнительных центров кристаллизации, что приводит к формированию мелкозернистой и плотной структуры покрытия», – подчеркнул профессор кафедры «Технология и оборудование химических, нефтегазовых и пищевых производств» Энгельсского технологического института (филиала) СГТУ имени Гагарина Ю.А. Виталий Целуйкин.

Таким образом, учёными был предложен эффективный и относительно простой способ одновременной оптимизации механических и антикоррозионных свойств покрытий. Полученные результаты открывают новые возможности для создания высоконадежных защитных слоев для деталей машин и механизмов, работающих в условиях повышенного износа.

В исследовательскую группу вошли заведующий кафедрой «Химия и химическая технология материалов» Физико-технического института СГТУ Александр Гороховский, доценты кафедры Алексей Цыганов и Николай Горшков, заведующий кафедрой «Физика» Дмитрий Зимняков, профессор кафедры «Технология и оборудование химических, нефтегазовых и пищевых производств» ЭТИ СГТУ Виталий Целуйкин, заведующий кафедрой «Оборудование и технологии обработки материалов» ЭТИ СГТУ Денис Тихонов и магистрант института Алёна Трибис.

Результаты исследования опубликованы в научном высокорейтинговом журнале Journal of Composites Science.