Головки для буровых установок делают в основном из победита — сплава карбида вольфрама с кобальтом — с вкраплениями синтетических алмазов. Его создали в СССР в 1929 году, и с тех пор не появилось материала, который составил бы победиту конкуренцию в бурении, машиностроении, металлообработке и других областях. Существуют материалы тверже победита, но они либо сильнее подвержены трещинам, либо требуют более высокого давления при производстве.
Ученые из Сколковского института науки и технологий под руководством Артема Оганова создали алгоритм USPEX, с помощью которого предсказали новый материал борид вольфрама — WB5. Его можно синтезировать при нормальном давлении, при этом он может конкурировать с победитом по двум самым важным параметрам: твердости и устойчивости к трещинам. Уступая победиту по трещинностойкости на 20%, новый материал превосходит конкурента по твердости на 50%.
Чтобы обнаружить материал, ученые «перебрали» с помощью алгоритма множество групп химических соединений. В ходе работы исследователи получили несколько стабильных веществ с интересными свойствами, но с победитом они сравниться не могли. «В какой-то момент я даже подумал, что нам не удастся победить победит, и не зря этот материал удерживал свою нишу почти столетие», — рассказал руководитель исследования, профессор Сколтеха, Артем Оганов.
Перебрав множество вариантов, ученые наконец обнаружили подходящее вещество. К их удивлению оно оказалось в ряду уже давно изученных соединений.
«Система вольфрам-бор была предметом огромного числа экспериментальных и теоретических исследований, и странно, что это соединение не было обнаружено до сих пор», — рассказал один из авторов исследования, научный сотрудник Сколтеха Александр Квашнин.
