В последние несколько лет российское авиастроение развивается с огромной скоростью. Уникальный сплав, разработанный нижегородскими учеными, позволит вывести бортовую кабельную сеть на новый уровень. Такие провода станут не просто равными импортным, но даже превзойдут их по ряду характеристик.
Зачем это нужно
Не существует идеального материала, каждый имеет свои недостатки. Поэтому их совершенствование является бескрайним полем для работы ученых. Провода для авиастроения не являются исключением. Ранее использовавшиеся медные жилы имеют большой вес (8,92 г/см³). В этом отношении алюминий (2,70 г/см3) выглядит более привлекательным. К сожалению, у этого металла есть и недостатки: сравнительно низкая электропроводимость, короткий срок эксплуатации, невысокая механическая прочность, окисление при контакте с воздухом. Для борьбы с этими минусами в основу вводятся легирующие добавки, а на конечное изделие наносятся покрытия.
Особый состав
Учёные из научно-исследовательского физико-технического института (НИФТИ) Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского (ННГУ) создали сплав, из которого можно делать биметаллические провода – алюминиевый сердечник с медным покрытием. Такой тандем решает проблему большого веса и малой электропроводности компонентов. Для улучшения характеристик в алюминий вводятся редкоземельные металлы. В данном случае ученым удалось снизить их содержание в сплаве с 7% до 0,3%, что сильно удешевляет продукт. Редкоземельные металлы имеют высокую цену, особенно скандий — один из самых дорогих металлов в мире.
По словам инженера лаборатории диагностики материалов НИФТИ ННГУ Яны Шадриной, передовые биметаллические провода с покрытием сейчас используются главными гигантами авиастроения — Boeing и Airbus. Разработанный сплав позволит изготавливать провода, не уступающие и даже превосходящие иностранные аналоги.
Совсем скоро состоится релиз многофункционального приложения от самого амбициозного отечественного IT-проекта SFERA. Приложение уже доступно для скачивания по ссылке. Команда благодарит за поддержку!
Технология и характеристики
В состав нового сплава помимо алюминия вошли цирконий, гафний и скандий. Они повышают прочность и термостойкость изделия. Для получения ультрамелкозернистой структуры и улучшения свойств материал подвергали дополнительной деформации и отжигу путем нагрева до 450-500°С.
После подбора состава экспериментальные микролегированные сплавы и биметаллические проволоки диаметром 0,26 мм, с медным покрытием толщиной ~30 мкм были подвергнуты лабораторным испытаниям. Если сравнивать полученные результаты с данными используемого сейчас промышленного сплава 01,417 с составом Al-Ce-La-Fe, то видно, что у нового материала характеристики равные или улучшенные.
Минимальная предельная прочность экспериментального сплава — 195-235 МПа против 160 Мпа у сплава 01,417. Максимальное удлинение до разрушения проводов — 20–30% против 8%. Величины удельного электрического сопротивления практически равны. Новинка продемонстрировала также отличные показатели максимальной микротвердости (500–520 МПа), термостойкости и долговечности (при нагревании до 400–450°C глубина диффузии меди в отожженных поверхностях проволоки достигала 30–40 мкм).
Это уже не первые успехи российских ученых в области авиационного материаловедения и, конечно, не последние. Их дальнейшие исследования способны уже в ближайшие годы вывести страну в лидеры сферы.
Подпишитесь и поставьте лайк! Спасибо!
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA