​Ученые из НИТУ «МИСиС» вместе с коллегами из Объединенного института высоких температур РАН впервые получили 3D-композит на основе алюминия, прочность которого на 20% выше, чем у используемых в аэрокосмической технике порошковых материалов, пишет научный журнал Materials

Аэрокосмическая промышленность сегодня требует применения современных технологий для создания более легких и прочных материалов, которые затем можно применять при создании самолетов и космических кораблей. Как известно, основным металлом, используемым сейчас при создании летательных аппаратов, является титан — прочный, коррозионностойкий, устойчивый к нагрузкам материал, единственным существенным минусом которого является высокая плотность — 4,5 г/см3. Легкий и пластичный алюминий при этом имеет плотность 2,7 г/см3, то есть примерно в полтора раза легче. Однако он значительно уступает титану по прочности. Поэтому исследователи активно ищут способы увеличить прочность этого материала.

Одним из самых перспективных и новых способов создания структур с принципиально новыми физическими характеристиками — это аддитивные технологии. Новые методы дают возможность создания 3D-деталей сложной формы, снижения веса за счет оптимизации конструкции, увеличения прочности, а также технология быстрого создания мелкосерийных образцов сложной формы. Они основаны на поэтапном формировании изделия путем добавлении материала на основу.

Поддержанные грантом Российского научного фонда ученые разработали метод 3D-печати композитов на основе алюминия с керамическими наполнителями (оксид и нитрид алюминия). Применение аддитивных технологий при создании материала позволило повысить прочность получаемых порошковых материалов на 20%.

«Для 3D-печати алюминиевых деталей в качестве исходного сырья преимущественно используются так называемые силумины (сплавы алюминия с кремнием, например Al-Si-10Mg), — рассказывает руководитель проекта, доктор химических наук, профессор Александр Громов. — Однако требования авиакосмической промышленности растут, и во всем мире сейчас активно ищут новые составы алюмоматричных композитов для получения деталей с большей прочностью, твердостью, стойкостью к образованию трещин и низкой стоимостью по сравнению с содержащими редкоземельные элементы сплавами».

Российским ученым в ходе своей работы удалось повысить прочность алюминиевых порошков благодаря упрочнению керамическими добавками в процессе 3D-печати. Ранее считалось, что получение таких композитов возможно только на специальных устройствах. Однако научной группе удалось создать опытные партии нового порошкового материала на «обычном» принтере SLM-280 HL.

В ближайшем времени авторы работы планируют начать следующий этап проекта — получение первых образцов деталей из нового алюминиево-керамического порошка.

Похожие новости

  • 19/01/2018

    В России создаются двигатели для гиперзвуковых ракет будущего

    ​Прошли успешные испытания так называемых детонационных ракетных двигателей, давшие очень интересные результаты. Опытно-конструкторские работы в этом направлении будут продолжены. Детонация - это взрыв.
    1625
  • 20/12/2018

    Российские ученые смогут предотвращать авиакатастрофы в условиях обледенения

    Ученые Института прикладной астрономии РАН и Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН запатентовали аппарат прогнозирования обледенений, который сделает использование дорогих реагентов рациональным и предотвратит крушения сотен самолетов.
    1051
  • 14/05/2019

    В России создали новый полупроводниковый материал для солнечных батарей

    ​Группа российских ученых создала новый полупроводниковый материал без использования свинца, который может быть применен в солнечных батареях для повышения их эффективности. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба одного из участников исследования Сколковского института науки и технологий (Сколтеха).
    500
  • 19/08/2019

    Ученые создадут наноэлементы, способные в десятки раз увеличить скорость работы гаджетов

    ​Специалисты Института физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) работают над созданием наноструктур для цифровой и квантовой электроники, которые в десятки раз увеличат скорость работы устройств и повысят их энергоэффективность.
    231
  • 16/10/2018

    Профессор Ильдар Габитов: электроника зашла в тупик

    ​Фотонный компьютер, Wi-Fi из лампочки, материалы-невидимки, боевые лазеры и сверхчувствительные сенсоры... Все это плоды одной и той же науки - фотоники. О том, почему именно свет сегодня стал объектом изучения чуть ли не для половины физиков во всем мире, "Огоньку" рассказал профессор Сколтеха Ильдар Габитов.
    755
  • 30/10/2019

    Как возглавить научную группу: инструкция к применению

    ​В начале октября в Сочи прошла организованная центром фотоники и двумерных материалов МФТИ конференция 2D Materials, одним из докладчиков которой стал руководитель научной группы в Технологическом университете Чалмерса Тимур Шегай.
    119
  • 10/07/2019

    В России пройдут испытания новой модели сверхзвукового самолёта

    В России в 2019 году пройдут испытания модели сверхзвукового делового самолета разработки "Туполева" со сниженным уровнем звукового удара. Его испытают в аэродинамической трубе, сообщил "Интерфаксу" источник в авиапроме.
    637
  • 19/08/2019

    Физики показали возможность создания магнонных кристаллов

    ​Физики из России и Европы показали принципиальную возможность создания из системы «сверхпроводник — ферромагнетик» магнонных кристаллов — элементарных составляющих будущих посткремниевых электронных устройств, работающих на спиновых волнах.
    278
  • 06/11/2018

    Российские физики разработали новую микроволновую антенну

    ​Ученые из Университета ИТМО совместно с коллегами из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН предложили новую микроволновую антенну, которая создает однородное магнитное поле в большом объеме и позволяет синхронизировать электронные спины группы дефектов в структуре наноалмаза.
    696
  • 25/09/2018

    Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

    Коллектив ученых из России, Германии, Швеции и Японии разработал способ изменить намагниченность диэлектрика, воздействуя на него сверхкороткими лазерными импульсами. Ученым удалось добиться времени изменения намагниченности в одну пикосекунду – это в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее.
    670