Команда ученых лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ разработала новый высокопрочный материал на основе железа. Его использование позволит повысить качество исполнительных механизмов и датчиков для машиностроения, авиакосмической промышленности и других отраслей. Результаты исследования были представлены на международной конференции «Сплавы с эффектом памяти формы» (Санкт-Петербург).
– Самым широко известным и применяемым сплавом с эффектом памяти формы был и остается никелид титана. В нашей лаборатории впервые были созданы монокристаллы сплавов на основе железа, а именно железо-никель-кобальт-алюминий, пятым элементом может быть титан, ниобий или тантал. Эти сплавы могут составить конкуренцию сплавам никелида титана, – отметил заведующий лабораторией Юрий Чумляков.
В частности, сплавы на основе железа, созданные в ТГУ, обладают большей, чем у никелида титана, обратимостью, то есть способностью восстанавливаться после деформации. У сплавов на основе железа обратимое изменение формы достигает 15%, у сплавов никелида титана – около 10%. За счет этого датчики и исполнительные элементы из сплавов на основе железа будут работать эффективнее, как и механизмы, которые они приводят в движение. Этого результата удалось добиться при помощи специальной термической обработки – технологии, на которую ученые лаборатории уже получили патент.
Сплавы на основе железа высокопрочные. Это является важным аспектом для практического применения в устройствах, которые должны выдерживать высокие внешние нагрузки, например в авиакосмической и машиностроительной отраслях. В лаборатории подчеркнули, что датчики и исполнительные механизмы, изготовленные из нового сплава на основе железа, будут не только прочнее, но и дешевле изделий из никелида титана. Таким образом, использование сплавов на основе железа может удешевить производство бытовой техники, датчиков пожарной сигнализации, соединительных элементов для авиационной, космической и автомобильной техники и др.
Добавим, что новый высокопрочный материал на основе железа ученые разработали в рамках проекта «Механизмы фазовых и структурных превращений в высокопрочных кристаллах сплавов на основе железа и никелида титана с обычным и магнитным эффектом памяти формы», который поддержан грантом Российского научного фонда в размере 51 млн рублей. В лаборатории планируют продолжить исследования сплавов на основе железа.
Лаборатория физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ под руководством профессора Юрия Чумлякова – один из лидеров в области создания новых материалов. Здесь разработана уникальная технология создания монокристаллов на основе железа, кобальта и никелида титана, обладающих термоупругими мартенситными превращениями, а на их основе – нанокомпозитами, свойства и структуру которых можно контролировать. Лаборатория сотрудничает с 20 странами и входит в САЕ ТГУ «Умные материалы и технологии».
На международной конференции по сплавам с эффектом памяти формы в Санкт-Петербурге лабораторию физики высокопрочных кристаллов представляли три доктора физико-математических наук (Юрий Чумляков, Ирина Киреева и Елена Панченко), два кандидата и три аспиранта. Особое внимание было уделено приглашенному докладу профессора Юрия Чумлякова. Ученые рассказали о своих разработках в области создания высокопрочных монокристаллов на основе кобальта, никеля, железа и титана. Дипломами за лучшие доклады молодых ученых были отмечены аспиранты Анна Ефтифеева и Антон Тагильцев.