Метод Сколтеха продлит жизнь лопаткам авиадвигателей

Исследователи Сколтеха нашли способ точнее измерять остаточные напряжения в титановом сплаве ВТ6, используемом в авиастроении. Разработанная технология позволяет выявлять скрытые дефекты на мезоуровне, предотвращая разрушение деталей двигателей еще до появления микротрещин и повышая общую безопасность полетов.

Для работы ученые использовали метод микро-кольцевого ионного травления, объединив пучки галлия и ксенона. Применение плазменного источника ксенона расширило область анализа с 20 до 80 микрометров. Это позволило изучать напряжения в диапазоне от 0,05 до 0,5 миллиметра — зоне, которая до сих пор считалась труднодоступной для экспериментальных методов.

В ходе испытаний команда применила принцип «матрешки», создавая микрокольцо галлия внутри более крупного ксенонового кольца. Такой подход показал, что разные масштабы измерений фиксируют различные уровни внутренних напряжений. Крупный зонд усредняет показатели, а малый — выявляет локальные аномалии, связанные со структурой материала.

Помимо точности измерений, ученые установили связь между остаточными напряжениями и локальной твердостью металла. Это открытие позволит в будущем оценивать состояние деталей с помощью наноиндентирования, не повреждая сами изделия. Технология найдет применение не только в авиации, но и в микроэлектронике и биомедицинском приборостроении.