Исследовательская группа из Тяньцзиньского университета в Китае объявила о новом методе повышения термостойкости алюминия, который имеет большое значение для будущей аэрокосмической промышленности и транспортной отрасли.
Новый материал представляет собой упрочненный оксидно-дисперсионным способом алюминиевый сплав, способный выдерживать температуру до 500 градусов Цельсия. Это устраняет критическое ограничение традиционных алюминиевых сплавов, которые очень легки, но быстро разлагаются при температуре выше 400 градусов Цельсия, что ограничивает их применение во многих областях аэрокосмической промышленности и транспорта.
Алюминиевые сплавы ценятся за их низкую плотность, высокую удельную прочность и отличную коррозионную стойкость. Однако их ограниченная способность сохранять эти свойства при повышенных температурах ограничивает их применение, особенно в аэрокосмической промышленности, где решающее значение имеют скорость и вес, а высокие температуры - обычное дело.
Согласно опубликованным в журнале Nature Materials результатам исследований, китайским ученым удалось создать новый материал, введя в алюминиевый сплав наночастицы высокой плотности, ультрадисперсные и равномерно диспергированные наночастицы. Согласно заявлению Тяньцзиньского университета, этот метод значительно повысил термостойкость сплава, продемонстрировав прочность на разрыв, превышающую 200 мегапаскалей при 500 градусах Цельсия, что более чем в шесть раз превосходит традиционные алюминиевые сплавы и демонстрирует повышенную стабильность.
Более того, технология, разработанная профессором Хэ Чуннянем и его командой в Школе материаловедения и инженерии Тяньцзиньского университета, не ограничивается алюминием, но также может быть использована для упрочнения ряда металлов. “Наш подход к обработке должен обеспечить диспергирование ультрадисперсных наночастиц в широком спектре сплавов для применений, связанных с высокими температурами”, - пишут авторы в статье. Процесс включает введение высокостабильных наночастиц оксида магния в алюминиевую матрицу с использованием порошковой металлургии. Этот метод не только повышает термостойкость материала, но и делает производственный процесс простым, экономичным и пригодным для массового производства.
В своих сообщения в китайских СМИ профессор Хэ Чуннянь подчеркнул практическое значение этого прорыва, отметив, что команда сотрудничает с лидерами отрасли и исследовательскими институтами Китая, чтобы ускорить разработку этих жаропрочных алюминиевых сплавов для аэрокосмических двигателей и важнейших компонентов промышленности. Он выразил оптимизм по поводу неизбежного промышленного применения этого материала, предполагая, что вскоре он будет применен в различных высокотемпературных сценариях. Новый сплав появился в связи с ростом промышленного спроса на более прочные и экономичные металлы.
Эта разработка также перекликается с предыдущими усилиями таких учреждений, как NASA, которые в 2022 году внедрили аналогичный метод создания высокоэффективных жаропрочных сплавов.