Для работ в космическом и арктическом пространствах необходимы материалы, способные выдерживать длительную эксплуатацию в условиях экстремальных температур. Физики Томского госуниверситета работают над созданием уникальных монокристаллов. Новые материалы будут обладать высокой термомеханической и циклической стабильностью функциональных свойств в широком диапазоне температур.
Проект «Разработка физических основ повышения термомеханической и циклической стабильности сверхэластичности в среднеэнтропийных сплавах CoNiAl(Fe) для применения при экстремально высоких и низких температурах» поддержан грантом Российского научного фонда.
Ученые лаборатории физики высокопрочных кристаллов Сибирского физико-технического института ТГУ разрабатывают новые четырехкомпонентные среднеэнтропийные монокристаллы CoNiAlFe с уникальными функциональными свойствами и способы повышения их термомеханической и циклической стабильности в широком интервале температур. Практическая значимость проекта заключается в создании экономически доступного и легкого в изготовлении материала. Результаты проекта внесут вклад в стратегию развития и освоения космоса и российского региона Арктики.
– Наши научные результаты помогут усовершенствовать актюаторы, сенсоры и датчики, демпфирующие устройства на основе сплавов с памятью формы, которые используются в экстремальных температурных режимах космоса и Арктики, – рассказывает руководитель проекта, кандидат физико-математических наук ТГУ, старший научный сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ Анна Ефтифеева. – Выводы по итогам помогут продлить работу таких приборов при многократных циклах их срабатывания, предсказать их эффективность и работоспособность в условиях экстремально высоких и низких температур. Также мы сформулируем рекомендации по эффективному повышению эксплуатационных свойств ферромагнитных сплавов Гейслера.
Физики ТГУ впервые проведут исследования влияния химического состава, границ зерен, γ-фазы, микроструктуры, выдержки в аустените/мартенсите на закономерности развития мартенситных превращений и сверхэластичность на основе трех- и четырехкомпонентных среднеэнтропийных ферромагнитных сплавов.
– Сплавы на основе CoNiAl входят в предметную область моих научных интересов: я автор более 70 работ, из которых 29 вошли в международные базы цитирования Web of Science и Scopus (13 статей – Q1), активно участвую в качестве спикера на международных и всероссийских конференциях, – говорит Анна Ефтифеева. – Сейчас в лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ выполняется 5 проектов РНФ, и я рада, что выиграла конкурс такого масштаба.
В проекте также участвуют сотрудники лаборатории: младший научный сотрудник Антон Тагильцев;инженер-исследователь Мария Жердева, инженер-исследователь Элеонора Янушоните, инженер-исследователь Илья Фаткуллин (аспиранты); инженер-исследователь (магистрант) Ирина Курлевская; доцент кафедры физики металлов физического факультета Сергей Аникеев.
Для справки. Лаборатория физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ под руководством профессора Юрия Чумлякова много лет занимается созданием монокристаллов на основе сплавов железа, никеля, кобальта и никелида титана, обладающих эффектом памяти формы, высокотемпературной сверхэластичностью и эластокалорическим эффектом. Научный коллектив – один из мировых лидеров в этой области. Например, ученые лаборатории первыми в мире получили структуру высокоэнтропийных сплавов, обеспечивающую им особую способность к деформации и восстановлению исходной формы до 15 процентов.