Материал позволит существенно снизить вес и углеродный след нового железнодорожного транспорта, авиации и другой техники.
Алюминий и большинство сплавов на его основе имеют высокую коррозионную стойкость практически в любых средах — в атмосфере, морской и пресной воде, растворах многих химикатов и в большинстве пищевых продуктов.
Благодаря этому, а также низкому удельному весу и хорошей тепло- и электропроводности, алюминий широко применяется в авиастроении, автомобилестроении, электронике и других сферах.
Эффективной заменой дорогим и тяжелым проводникам на основе меди, применяемым сегодня, может стать проволока из алюминиевых сплавов.
Ее применение в летательных аппаратах, скоростном железнодорожном транспорте и другой технике позволит заметно снизить масса-габаритные характеристики, тем самым обеспечив значительную экономию топлива и снижение вредных выбросов в атмосферу.
Однако методы получения таких сплавов и элементной базы из них сегодня крайне недешевы и весьма трудоемки.
Специалисты НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами создали новый недорогой сплав, который выдерживает температуру на 100-150 °С больше аналогов. Они также предложили технологию для производства из него проволоки.
«Наш материал отличается термически стабильной структурой, он выдерживает температуры вплоть до 400 °C. Любые известные алюминиевые сплавы испытывают значительное разупрочнение уже при 250-300 °С.
В наш сплав входят медь, марганец и цирконий, что дает уникальное сочетание электропроводности, прочности и термостойкости», — рассказал старший научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ «МИСиС» Торгом Акопян.
Ключевая особенность нового сплава, по словам авторов работы, в том, что около 10 процентов объема материала составляют особые наночастицы с содержанием циркония и марганца, равномерно распределенные в алюминиевой матрице.
Сплав изготовлен с использованием электромагнитного кристаллизатора по технологии ElmaCast, разработанной в «НПЦ магнитной гидродинамики» (Красноярск). Последующие деформационно-термическая обработка и аналитические исследования проводились при участии специалистов НИЦ «Курчатовский институт».
В дальнейшем научный коллектив планирует продолжить работы по оптимизации химического состава нового материала и режимов его обработки.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Alloys and Compounds.