Учёные физико-технического факультета ТГУ создают алюминиевый сплав, упрочненный неметаллическими наночастицами алмаза, оксида алюминия и диборида титана. Исследователи проведут ряд экспериментов и выяснят, как наночастицы влияют на структуру материала и его механические свойства. Результаты можно использовать при разработке и изготовлении элементов конструкций и деталей в авиастроении, судостроении, космической технике, энергетическом машиностроении.
Проект поддержан поддержан Научным фондом ТГУ им. Д.И. Менделеева, инициатор исследования – старший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии ТГУ Антон Хрусталев.
– Алюминиевые сплавы широко используются в области обработки пищевых продуктов и химической промышленности из-за высокой пластичности, хорошей коррозионной стойкости при достаточной прочности. Для расширения применения в области автомобильной, аэрокосмической и судостроительной промышленности, где требуются материалы с более высокой прочностью, в настоящее время применяются добавки скандия. Однако использование сплавов, содержащих скандий, достаточно ограничено из-за их высокой стоимости, – пояснил Антон Хрусталев. – В качестве альтернативы возможно применение лигатур, содержащих более доступные редкоземельные металлы и неметаллические наночастицы: оксиды, бориды, нитриды и др.
Учёные ТГУ упрочнят сплав алюминий-магний наночастицами алмаза, оксида алюминия и диборида титана. Для получения сплавов будет использована технология литья с одновременным введением в расплав лигатур. Физикотехники будут воздействовать на расплав механически, а также при помощи ультразвука и вибраций. Эти методы помогут получать сплавы с заданным химическим составом, уменьшить вероятность образования дефектов в структуре материала, а также будут способствовать равномерному распределению вводимых в сплав частиц.
– Сплавы алюминий-магний не подвергаются термическому упрочнению и не подвержены старению. В последние годы основные работы были сосредоточены на изучении пластической деформации этих сплавов для улучшения механических свойств, – рассказал Антон Хрусталев. – Мы опишем, как введение наночастиц влияет на структуру и механические свойства при деформировании.
Полученные результаты могут быть использованы для проведения ОКР по разработке и изготовлению элементов конструкций и деталей в авиастроении, судостроении, космической технике, энергетическом машиностроении.
Аналитический центр «Эксперт» завершил очередную волну исследования публикационной и изобретательской активности российских университетов. ТГУ занял первое место среди российских университетов по направлению «Металлургия».