Ученые лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов ФТФ ТГУ совместно с зарубежным партнером – Университетом Брунеля (Лондон) занимаются созданием новых «рецептов» легких сплавов, используемых в аэрокосмической отрасли, судостроении, электротехнике, машиностроении и т.д. Исследователи подбирают оптимальные составы сплавов и композитов, содержащих наночастицы, позволяющих улучшить физико-механические свойства новых материалов, сделать их легче и прочнее.
Техническая сложность заключается в том, что микро и наночастицы, задающие сплаву нужные свойства, имеют плохую смачиваемость жидким металлом. Помимо этого, из-за своего малого размера они склонны к слипанию.
Команде ученых ФТФ ТГУ удалось найти принципиально новое решение данной проблемы. Они добавляют тугоплавкие частицы в специальную лигатуру, воздействуют на нее ударной волной. В результате получается очень плотный алюминиевый пруток с концентрированным содержанием наночастиц, обладающий нужными свойствами. Новый способ позволяет увеличить прочностные характеристики легких сплавов на 20-25 процентов. При этом улучшаются и другие свойства металла, например, его теплопроводность.
– Математическое моделирование процессов, протекающих при изготовлении лигатур и композитных сплавов, поможет сократить сроки работы и определить какие сочетания частиц являются оптимальными для изготовления новых материалов, – рассказывает ученый из группы разработчиков, доцент ФТФ ТГУ Елизавета Пикущак. – Практические работы проводятся как в нашей лаборатории, так и на базе Университете Брунеля, имеющего большой технологический центр. Коллеги из Лондона охотно предоставляют нам возможность использовать их инфраструктуру и оборудование.
Данный проект осуществляется в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2010 годы». Государство выделило ученым грант в размере 13 миллионов рублей. Результаты своей работы исследователи представят в конце 2016 года.
Добавим, что вместе с Университетом Брунеля ТГУ участвует в крупнейшем международном проекте «Физическая обработка легких сплавов при внешних воздействиях», который реализуется в кооперации 30 организаций, включая Европейское космическое агентство, Airbus, Rover и другие.