Алюминиевые сплавы, разработанные учёными Научно-исследовательского физико-технического института (НИФТИ) Университета Лобачевского, могут стать лучшей заменой устаревшим тяжёлым медным проводам и алюминиевым проводам, которые, будучи более лёгкими, чем медь, демонстрируют низкую электропроводность. Те и другие сегодня используются в авиации, но учёные постоянно совершенствуют технологии.
Что же сделали химики? Для начала им было необходимо получить ультрамелкозернистые алюминиевые сплавы. Этот порошок затем превращают в очень тонкие проводки.
Высокая прочность (такие проводки сложнее сломать/порвать) и термостойкость (они меньше реагируют на перепады температур) обеспечивается добавками циркония, скандия или гафния. Эти химические элементы дорогостоящие, поэтому нужно было снизить их содержание в конечном материале, не ухудшив при этом его свойств.
"С помощью технологии индукционного литья мы получили алюминиевые сплавы высочайшего качества. При этом удалось значительно снизить содержание редкоземельных металлов – с 7% в промышленных сплавах до 0,25 – 0,3% в наших материалах, – рассказывает заведующий лабораторией диагностики материалов НИФТИ Алексей Нохрин, один из авторов разработки. – [Мы] особенно старались минимизировать содержание скандия – одного из самых дорогостоящих металлов в мире".
Cплавы подвергались дополнительной деформации и отжигу, что приводило к появлению в них упрочняющих их наночастиц.
Затем из сплава изготавливали биметаллический провод – алюминиевую жилу диаметром 0,2 – 0,3 миллиметра. Её позднее покрывали тонким слоем меди.
Как утверждают российские учёные, их технология позволяет создавать провода, не уступающие мировым аналогам.
"Сейчас мировые авиагиганты, такие как Boeing и Airbus, в своих самолётах используют алюминиевые провода с нанесёнными многослойными покрытиями. Например, французская фирма FSPone разработала алюминиевый провод диаметром 0,13 – 0,16 миллиметра, который имеет серебряное или никелевое покрытие, а также медный буферный подслой", – рассказала инженер лаборатории диагностики материалов НИФТИ Яна Шадрина.
Также специалисты НИФТИ ННГУ подробно изучили, как деградирует материал биметаллических проводов. Учёные выяснили, каковы предельно допустимые температуры и период эксплуатации для изделий, в течение которых проникновение меди в алюминиевый провод не приведёт к повышению его хрупкости.
В статье журнала Materials учёные приводят рекомендации по режимам использования этих проводов в авиации. Прикладная часть разработки защищена ноу-хау.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим" – Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.
