В рамках Уральского научно-образовательного центра «Передовые промышленные технологии, новые материалы и энергетика» (НОЦ) ученые Южно-Уральского государственного университета проекта займутся разработкой новых неметаллических высокоэнтропийных материалов для электроники.
Это вещества, состоящие из пяти и более компонентов, концентрации которых равны или примерно равны. Данное направление в науке о материалах появилось только 5‒7 лет назад и представляет большой интерес для мирового научного сообщества. К сотрудничеству планируется привлечь Институт металлургии уральского отделения РАН.
Исследование относится к приоритетному направлению «Материаловедение», предусмотренного программой создания Уральского научно-образовательный центра мирового уровня, который образуется при сотрудничестве организаций Свердловской, Курганской и Челябинской областей. Уральский НОЦ создаётся в рамках федерального проекта «Развитие научной и научно-производственной кооперации» нацпроекта «Наука», который предусматривает появление в России в течение шестилетнего периода 15 научно-образовательных центров мирового уровня. Создание высокоэнтропийных материалов — один из возможных перспективных проектов Уральского НОЦ.
«Идея создания материалов из пяти и более компонентов, смешанных в равных количествах, появилась относительно недавно, прежде всего, применительно к металлическим сплавам. Ожидалось, что в сплавах такого рода не будут образовываться вещества, ухудшающие свойства металлов. Кроме того, у них будет достаточно сильно искажена кристаллическая решетка — это скажется на механических свойствах материала, в частности придаст ему дополнительную прочность и твердость. По моему мнению, такие сплавы имеют перспективы, прежде всего, в качестве функциональных материалов или покрытий. Как функциональные материалы они могут быть полезны для изготовления небольших деталей каких-либо электронных приборов и устройств, а их использование в качестве покрытий позволит существенно модифицировать свойства какого-либо изделия и при этом не сильно увеличить его стоимость», — рассказывает доктор химических наук, профессор кафедры материаловедения и физико-химии материалов Политехнического института ЮУрГУ Евгений Трофимов.
.jpg)
Микрокристаллы материала с формулой BaFe6Ga1.25In1.17Ti1.21Cr1.22Co1.15O19, полученного в ЮУрГУ
Особый интерес для ученых представляет создание неметаллических высокоэнтропийных материалов на основе оксидов, нитридов, сульфидов и карбидов. Использование идеи, лежащей в основе создания высокоэнтропийных материалов, позволяет получать кристаллические структуры, которые открывают возможности для варьирования составов и свойств материалов в широких диапазонах за счет замены части атомов одного элемента атомами других.
Неметаллические высокоэнтропийные материалы могут найти применение в качестве как функциональных, так и конструкционных материалов.