Ученые ТГУ создают новые сплавы, способные выдержать нагрузки космоса
460
Объектом исследования физиков ТГУ являются высокоэнтропийные сплавы FeNiCoCr(+Al, TiAl и Mo). Соединения с таким химическим составом используются только в поликристалическом состоянии. Сотрудники лаборатории под началом ее заведующего Юрия Чумлякова первыми в мире смогли вырастить монокристаллы и упрочнили их наночастицами. В настоящее время физики исследуют микроструктуру, механизмы деформации и механические свойства полученных монокристаллов.
– Высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) – это новый класс соединений, дизайн которых основывается не на добавлении небольшого количества металла к одному базовому элементу (например, бронза — это медь с добавлением олова), а на смешивании многих металлов в приблизительно равных количествах, – объясняет руководитель проекта, сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов Ирина Киреева. – В случае с высокоэнтропийными сплавами атомы различных элементов располагаются произвольным образом в решетке, т.е. это неупорядоченные сплавы.
Такие сплавы состоят обычно из пяти и более компонентов. Все атомы имеют одинаковую вероятность расположения в определенном узле решетки. Наличие разнородных атомов элементов с разными размерами приводит к существенному искажению кристаллической решетки и затруднению диффузии, что, в свою очередь, обеспечивает рост прочностных свойств и их стабильность в широком температурном интервале.
Уникальная структура обеспечивает высокоэнтропийному сплаву целый комплекс важных эксплуатационных характеристик, таких как твердость, износостойкость, устойчивость к окислению и коррозии, высокая термическая стабильность по сравнению с традиционными материалами. Эти свойства позволяют найти широкое применение ВЭС в экстремальных температурных условиях ниже 120 К (-153°С) (криогенные температуры).
– В рамках проекта особое внимание будет уделено микроструктуре сплава FeNiCoCr(+Al, TiAl и Mo), – говорит Ирина Киреева. – За счет изменения микроструктуры, а именно выделения наноразмерных частиц, планируется расширить рабочий интервал температур материала, что позволит эксплуатировать его не только в области низких температур, но и в высокотемпературном режиме – до +700°С.
Результаты исследований физиков ТГУ послужат научной основой для создания новых конструкционных и функциональных материалов на основе ВЭС, адаптированных для космоса и пригодных для изготовления конструкций в условиях Арктики. Тонкие пленки из ВЭС могут быть использованы в качестве защитных покрытий, тепловых барьеров.
Как отмечают разработчики, перспективные свойства высокоэнтропийных сплавов делают их потенциально пригодными для применения в качестве инструментов, пресс-форм, штампов, механических частей и деталей печей, которые требуют высокой прочности, термостойкости, сопротивления окислению и износу. Они также обладают превосходной коррозионной стойкостью и могут быть использованы на химических заводах, в литейных цехах и даже применяться в качестве деталей насосов, эксплуатируемых в морской воде.
Источники
Ученые ТГУ создают новые сплавы, способные выдержать нагрузки космоса
Ученые ТГУ создают новые сплавы, способные выдержать нагрузки космоса
В Томске создают новые сплавы, способные выдержать нагрузки космоса
Похожие новости
-
31/07/2019
Ученые создали первые отечественные синие светодиоды для дисплеев
Физики Томского государственного университета (ТГУ) на основе дешевых материалов создали синие органические светоизлучающие диоды (OLED - organic light emitting diode), которые необходимы для создания дисплеев телефонов и телевизоров. 510
-
25/04/2018
Наночастицы помогут разглядеть белки при экстремально высоких температурах
Российские ученые создали многофункциональное наноустройство из диэлектрических наночастиц на металлической подложке. С его помощью можно определять температуру и состояние окружающих молекул. 894
-
04/09/2019
Цитируемые ученые ТПУ: катализаторы из золота и оболочки для ТВЭЛов
Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за летний период. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 75, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 9,405 (Green Chemistry, Q1). 987
-
07/03/2018
Омские ученые придумали, как создавать треугольные нанокирпичи
Российские ученые из Омского государственного технического университета разработали метод самосборки атомов и молекул в двумерные нанообъекты, который в будущем позволит производить их в промышленных масштабах для множества разных задач. 815
-
21/06/2019
Томские ученые создали новый сплав с памятью формы, который превзошел никелид титана
Ученые лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ в рамках совместного гранта РНФ и Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG) разработали новый сплав с памятью формы. По функциональным характеристикам он превосходит никелид титана – лидера среди материалов, способных восстанавливать свою форму при нагреве после высоких внешних нагрузок. 937
-
29/06/2019
Томские ученые проверят стабильность никелида титана в экстремальных условиях
Сотрудники СФТИ ТГУ при поддержке РНФ проводят исследования предела функциональных возможностей никелида титана – самого популярного материала с памятью формы. Ученые анализируют поведение сплава в условиях высокой температуры и повышенной нагрузки, а также создают новые режимы термообработки для улучшения функциональных свойств. 563
-
14/12/2018
Ученые ТПУ создадут комплекс, чтобы обезопасить лучевую терапию
Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) к концу 2020 года планируют создать аппаратно-программный комплекс, который позволит легко и безопасно делать коллиматоры – устройства, защищающие здоровые ткани во время лучевой терапии; проект получил грант РНФ в размере 15 миллионов рублей, сообщил РИА Томск доцент Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Юрий Черепенников. 1126
-
07/09/2018
Томские ученые синтезировали керамику с люминесцентными свойствами
Доцент Инженерной школы новых производственных технологий Томского политехнического университета Дамир Валиев представил исследование на одной из ведущих международных конференций по физике оптических материалов и устройств «ICOM 2018 Conference on the Physics of Optical Materials and Devices», которая недавно прошла в городе Игало (Черногория). 726
-
26/09/2019
Международная группа с участием ученых НГУ опубликовала статью о новом методе управления лазером
В НГУ проведены исследования волоконного лазера с оригинальным управляющим элементом, использующим композитный наноматериал нового поколения на основе углеродных нанотрубок и ионной жидкости. Результаты работы опубликованы в престижном журнале Nano Letters. 647
-
15/01/2018
Российские ученые выяснили, как способ обработки полипропилена влияет на механические свойства конечного изделия
Коллектив учёных, в том числе из Института синтетических полимерных материалов РАН и МФТИ, выяснил, как «правильность» молекул полипропилена и способ обработки влияют на механические свойства конечного изделия. 1288