Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей

Новый сплав на основе алюминия создали исследователи НИТУ МИСИС. Он обладает повышенной термостойкостью, электрической проводимостью и пластичностью, что делает его идеальным для использования в электротехнических системах, таких как проводники, кабели и трансформаторы. 

Пластичность материала в 20 раз превышает минимальные требования стандарта. Это значит, что он способен деформироваться без разрушения под воздействием механических нагрузок и термического расширения. Внедрение разработки в производство позволит снизить стоимость готовых изделий.

Университет МИСИС — ведущий вуз страны в области новых технологий и материалов. Его ключевые задачи — создавать для бизнеса материалы с нужными свойствами и сокращать срок их разработки.

Исследователи под руководством профессора Николая Белова разработали новый сплав на основе алюминия. Он обладает повышенной термостойкостью, электрической проводимостью и пластичностью. Этот сплав может применяться в энергетике для производства проводников, кабелей и трансформаторов, — сообщила ректор Университета МИСИС Алевтина Черникова.

Алюминий — перспективная альтернатива меди в энергетической промышленности благодаря своей легкости и электропроводности. Но чтобы эффективно его использовать, нужно, чтобы он сохранял свойства при высоких температурах.

Ученые из МИСИС создали новый сплав с добавками кальция и циркония. Он также допускает примеси марганца и железа. Это позволяет добиться высокого комплекса физико-механических свойств и повысить устойчивость к температурным воздействиям.

Мы легировали сплав кальцием и цирконием, чтобы достичь оптимального соотношения электропроводности и термостойкости. Марганец влияет на увеличение электросопротивления, кальций формирует оптимальный фазовый состав, а цирконий повышает термостойкость. Низкое содержание железа в сплаве с марганцем может снизить стоимость легирования, — рассказала Наталья Короткова, младший научный сотрудник лаборатории «Гибридные наноструктурные материалы» НИТУ МИСИС.

Объединение этих элементов позволило создать востребованный материал с уникальными свойствами.

Исследователи получили проволоку с помощью методов, которые моделировали промышленный процесс в лаборатории:

• непрерывное литье и прокатка;
• литье в электромагнитный кристаллизатор для получения однородной и дисперсной структуры;
• прессование по технологии Conform.

В результате материалы получились с минимальным количеством внутренних дефектов и улучшенными прочностными характеристиками. Результаты исследования опубликованы в журнале «Цветные металлы» и Physics of Metals and Metallography.

Ученые создали материал с мелкозернистой структурой. Это стало возможным благодаря новому подходу и технологии прессования.

Физико-механические свойства сплавов улучшились, если сравнивать с традиционными методами обработки алюминия, — рассказала инженер научного проекта Алина Хабибулина, которая учится в аспирантуре на кафедре обработки металлов давлением НИТУ МИСИС.

В дальнейшем ученые планируют провести исследования в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным.

29.10.2024