Лого Сделано у нас
64

В Томске создали наноматериал для авиакосмической отрасли

Компания «АлКом» и ученые Томского государственного университета (ТГУ) разработали технологию получения нового материала — легкого, как алюминий, и прочного, как сталь. В рамках совместного проекта с Европейским космическим агентством из этого сплава были созданы опытные образцы для деталей оборудования, работающего на орбите.

«Мы научились существенно улучшать прочность и пластичность серийных легких сплавов, вводя в их состав наночастицы алмаза и оксида алюминия», — сообщил научный руководитель ООО «АлКом» Александр Ворожцов.

Введение наночастиц в сплав представляет собой проблему из-за того, что частицы не смачиваются и остаются на поверхности расплавленного металла. Томским ученым удалось синтезировать лигатуры с нанокристаллической структурой, которые добавляются в сплав в процессе литья перед разливкой в формы. Технология запатентована, в том числе в ЕС, и не имеет аналогов. Прочность материалов с нанодобавками на 20-25% выше, чем у обычных алюминиевых сплавов, пластичность и твердость — на 50%. Эти свойства сохраняются при температурах до 300 градусов по Цельсию.

Для получения сплавов с улучшенными характеристиками не требуется дополнительное оборудование или изменение технологий литья. Лигатуры хранятся при обычной влажности и температуре, их стоимость относительно невелика. В зависимости от задачи состав можно оптимизировать, влияя на свойства конечного продукта.

Александр Ворожцов навскидку приводит пример полезного использования легкого и прочного сплава, даже не как ответственного конструкционного материала летательного аппарата: «В обычном самолете А-320, который летает из Томска в Москву, есть полки для ручной клади с металлическими направляющими. Если мы сделаем их из своего материала, сэкономим до сотни килограммов веса — это целый пассажир».

Компания «АлКом» приняла участие в проекте, который координировало Европейское космическое агентство: были сделаны опытные образцы из материала с наноразмерными алмазом и алюминием, которые использовались в прототипе рамки для электронного оборудования (в рамках российско-германского проекта Фонда содействия инновациям). Голландская компания КВМ — один из ведущих в мире производителей лигатур — в рамках другого международного проекта создала алюминиевый кабель с нанодобавками по томскому «рецепту»: он сохраняет электропроводность, но при этом более прочный и гибкий.

«В Германии мы работаем с предприятием, которое выпускает алюминиевые конструкции для спорта: инвентарь, футбольные ворота, оборудование для легкой атлетики (барьеры, стойки и т.п). Наша технология позволяет сэкономить металл — при высокой прочности можно сделать конструкцию тоньше. Пригодится материал и в ортопедии», — говорит Александр Ворожцов.

«АлКом» и ТГУ работают над технологией уже около пяти лет. На разных этапах проект получал поддержку Фонда содействия инновациям — по программам «Старт», «Коммерциализация», а также в рамках российско-германского конкурса. Сейчас разработчики занимаются улучшением свойств магниевых сплавов: введение в жидкий металл наночистиц нитрида алюминия приводит к одновременному улучшению прочности на разрыв и пластичности. Использовать такой материал можно будет в автомобилестроении и авиакосмической отрасли.

«Детали из нового сплава обеспечат уменьшение веса автомобиля на 150-200 килограммов. Это позволит улучшить управляемость, прохождение поворотов и безопасность», — отмечает представитель «АлКом».

  • 4
    Нет аватара senpoul
    28.07.1622:19:13

    Удивительно, что столько времени этого не делали, благо принцип упрочнения железа введением карбидов (сталь) был использован очень давно. Корунд (оксид алюминия) могли бы давно использовать. Вероятно собака закопана в тонкости технологии введения. Поскольку крупные элементы из корунда (шары), залитые металлом использовались ещё в броне башни т-64. Значит мысль шла в нужном направлении.

    И ещё момент, я не уверен на счет увеличения пластичности, вероятно речь идёт скорее об упругости если я что-то понимаю в материаловеденье. Хотя развитие микротрещин при растяжении действительно может оказаться локализована зёрнами добавки, но тут видимо нужно много мелких (нано)зёрен, а твёрдость даст относительно крупная фракция)))

    В любом случае это действительно прогресс.    

    Отредактировано: senpoul~00:24 29.07.16
    • 4
      Andrey Tupkalo Andrey Tupkalo
      29.07.1601:26:45

      Проблема в распределении добавок. Керамические материалы плохо смачиваются металлами на микроуровне, у них энергия поверхностных связей низкая, поэтому такие частицы склонны сегрегировать из смеси, которая при этом расслаивается. В итоге проблему решили с помощью лигатуры — нашли материал, который хорошо липнет к керамике, но при этом свободно сплавляется с алюминием, и стали покрывать частицы им.

      • 3
        Нет аватара senpoul
        29.07.1606:45:21

        Вот и я про то-же. Как-то долго искали. не так много веществ и соединений, дабы методом перебора не решить вопрос в лабораторных условиях в течении месяцев. Или понадобилось что-то совсем экзотическое.

        У меня всё время ощущение, что если мне в голову приходит светлая идея, значит в 70х кто-то уже занимался данным вопросом    

        В чугуне справились введением иридия, ЕПМНИ. Не удивлюсь, если и здесь аналогично.

        Смущает то, что заявлена авиакосмическая область. Вероятно себестоимость материала будет на высоте(((

        • 0
          Zveruga Zveruga
          29.07.1617:05:10

          Смущает то, что заявлена авиакосмическая область. Вероятно себестоимость материала будет на высоте(((

          Ниже в тексте заявлена автомобильная отрасль.

  • 0
    Сергей Шеломенцев Сергей Шеломенцев
    29.07.1617:55:06

    А как же одностенные нанотрубки?

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,