На Урале нашли эффективный способ создания сплава будущего
28.10.2025 07:00
Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds. Новый материал обладает способностью работать при высоких температурах и в агрессивных химических средах, где обычные материалы быстро выходят из строя.
Уникальное сочетание высокой прочности и термической стабильности делает этот сплав особенно ценным для применения в условиях экстремальных нагрузок. Исследователи подчеркивают, что новый материал открывает новые перспективы для развития технологий в различных отраслях промышленности. По мнению ученых, данный прорыв в области материалов поможет улучшить безопасность и надежность техники, работающей в сложных условиях, и способствует развитию инновационных решений в сфере инженерии и технологий.Высокоэнтропийный сплав - это материал, состоящий из пяти или более элементов, смешанных в примерно равных долях, что отличает его от традиционных материалов, таких как сталь или бронза, где один металл является основой, а другие добавляются в небольших количествах. Это обусловлено тем, что высокоэнтропийные сплавы представляют собой высокоэнтропийные системы.Технологии создания высокоэнтропийных сплавов включают в себя процессы формирования однородной кристаллической решетки, которая придает материалу необходимые свойства. Это объясняется авторами исследования. Важно отметить, что высокоэнтропийные сплавы обладают уникальными характеристиками, которые делают их перспективными для различных областей применения, от аэрокосмической промышленности до медицинских технологий.Следует отметить, что исследования в области высокоэнтропийных сплавов продолжаются, и ученые постоянно стремятся к расширению знаний о свойствах и возможностях этих уникальных материалов. В будущем это может привести к созданию еще более инновационных и эффективных материалов для различных отраслей промышленности.Создание сплавов из недорогих оксидов металлов становится все более популярным в современной науке. Профессор кафедры "Материаловедение и физико-химия материалов" ЮУрГУ, Евгений Трофимов, подчеркнул, что преимущество нового подхода заключается в его экономической выгоде. По словам ученого, этот метод синтеза позволяет получать сплавы более эффективно и дешевле, чем традиционные способы сплавления чистых компонентов в вакуумных печах. Такой инновационный подход не только экономически выгоден, но и более энергоэффективен за счет использования энергии, выделяющейся в процессе синтеза реакций. По мнению профессора, практическая значимость данной разработки огромна и может найти широкое применение в различных отраслях промышленности.В сфере авиации и космонавтики сплавы находят широкое применение при изготовлении деталей, подвергающихся высоким нагрузкам, таких как лопатки турбин и сопла ракетных двигателей. В то же время, в области машиностроения сплавы используются для создания оборудования, работающего в агрессивных условиях химической промышленности, где высокие температуры и коррозионные вещества являются повседневной реальностью.Однако, использование новых материалов не только повышает надежность и продолжительность эксплуатации техники, но и значительно уменьшает общий вес конструкций. Этот фактор имеет критическое значение в аэрокосмической отрасли, по мнению специалистов из университета и академического института. Внедрение новых сплавов открывает перед индустрией возможности для создания более эффективных и инновационных решений, способствуя развитию технического прогресса и улучшению характеристик техники.В рамках исследования на базе ЮУрГУ ученые провели первый этап работы, в ходе которого была использована сложная система из пяти компонентов: алюминий, титан, цирконий, ванадий и ниобий. Благодаря этому удалось вычислить возможность формирования стабильного твердого раствора при повышенном содержании алюминия, что позволило избежать дорогостоящих экспериментов "вслепую" и перейти к этапу синтеза.Новый сплав, полученный методом алюмотермического синтеза, был разработан в Институте металлургии имени академика Н.А. Ватолина Уральского отделения РАН (ИМЕТ УрО РАН). Этот метод позволил создать уникальный материал с определенными характеристиками, открывая новые перспективы для применения в различных отраслях промышленности. Важно отметить, что разработка сплава является результатом многолетних исследований и коллективного труда ученых, что подчеркивает значимость данного достижения для науки и технологий.Исследователи решили использовать оксиды металлов вместо чистых металлов, так как это более экономичный вариант. При взаимодействии с алюминием оксиды металлов разлагаются, освобождая чистые металлы. Этот процесс не только позволяет восстановить металлы из их оксидов, но и образовать однородный расплав. После остывания образуется слиток высокоэнтропийного сплава.Качество нового материала было подтверждено результатами лабораторных испытаний. После термической обработки его твердость достигает 670 единиц по шкале Виккерса, что сравнимо с показателями закаленной стали. Однако, в отличие от стали, этот сплав обладает высокой прочностью при повышенных температурах. Температура его плавления превосходит характеристики многих существующих жаропрочных материалов.На сегодняшний день ученым ЮУрГУ и ИМЕТ УрО РАН удалось решить две ключевые задачи, связанные с разработкой нового сплава. Они не только создали экономически выгодную и технологичную методику получения сложного многокомпонентного материала, но и разработали сплав, который обладает уникальными свойствами: легкостью, сверхпрочностью и устойчивостью к экстремальным условиям. Это открытие может иметь значительное влияние на различные отрасли промышленности.Однако перед исследователями стоит еще множество задач. Важным направлением исследований является изучение влияния добавок других элементов на структуру и свойства сплава. Также необходимо оптимизировать технологические процессы для промышленного производства и провести испытания материала в реальных условиях эксплуатации. Эти шаги позволят расширить область применения нового материала и усовершенствовать его характеристики для различных отраслей промышленности.Источник и фото - ria.ru
