Ученые лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ в рамках совместного гранта РНФ и Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG) разработали новый сплав с памятью формы. По функциональным характеристикам он превосходит никелид титана – лидера среди материалов, способных восстанавливать свою форму при нагреве после высоких внешних нагрузок. Разработка перспективна для создания инновационных решений в авиационной, космической, автомобильной промышленности и робототехнике.
Ученые СФТИ впервые создали монокристаллы сплавов на основе железа (железо-никель-кобальт-алюминий) с заменяемым пятым элементом – им может быть титан и/или ниобий. Новые материалы способны составить конкуренцию сплавам никелида титана – самого популярного и востребованного соединения, на основе которого создаются медицинский инструментарий, импланты, приводы, термодатчики и другие конструкции.
«Новые сплавы на основе железа обладают большей, чем у никелида титана, обратимостью, то есть способностью восстанавливаться после деформации (эффект памяти формы)», – рассказывает аспирант ФФ, инженер лаборатории физики высокопрочных кристаллов Анна Ефтифеева. «У сплавов на основе железа обратимое изменение формы достигает 15 процентов, 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».
Лаборатория физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ (руководитель – профессор физического факультета Юрий Чумляков) является одним из лидеров по созданию монокристаллов, которые служат основой для новых материалов, обладающих эффектом памяти формы, повышенной прочностью и износостойкостью. Фото: ТГУ
По словам руководителя лаборатории, профессора Юрия Чумлякова добиться этого результата удалось 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. Как отмечают разработчики, датчики и исполнительные механизмы, изготовленные из нового сплава на основе железа, будут не только прочнее, но и дешевле изделий из никелида титана.
Датчики и исполнительные элементы из сплавов на основе железа будут работать эффективнее, как и механизмы, которые они приводят в движение. Фото: ТГУ
Добавим, что работы по созданию и исследованию новых материалов проводятся в рамках гранта РНФ и DFG №19-49-04101 «Асимметрия растяжения/сжатия в сплавах Fe-Ni-Co-Al-X (X = Nb, Ti, Nb-Ti) с эффектом памяти формы – влияние нанокристаллических частиц на функциональные свойств».
Источник: ТГУ
