В 2025 году в России пройдет Форум будущих технологий, на котором представят важнейшие наукоемкие технологии и приоритетные направления научно-технического развития страны. В фокусе внимания – технологии создания новых материалов с заданными свойствами и производства химической продукции. Ждем новые прорывные открытия от наших ученых!
А пока рассказываем о самых последних российских разработках, которые, надеемся, скоро можно будет применить на практике. Сегодня в дайджесте технологий сохранения энергии: сверхтвердый материал, высокопрочная сталь и новые сплавы для судостроения и авиации.
Сверхтвердый материал для промышленности
Ученые из Сколтеха и Томского политехнического университета предложили эффективный и экономичный метод синтеза сверхтвердого материала — пентаборида вольфрама.
Сообщается, что существующие сегодня методы синтеза борида вольфрама требуют использования вакуума или инертной атмосферы и высокого давления, что увеличивает производственные затраты и ограничивает возможности как по масштабированию метода, так и по организации производства.
Российские ученые нашли эффективный метод, позволяющий синтезировать этот материал в больших объемах. Кристаллические фазы боридов вольфрама успешно синтезировали оригинальным безвакуумным электродуговым методом на разработанном в Томском политехническом университете плазменном реакторе. Его главными особенностями являются простота конструкции и используемой методики, возможность обойтись без высокотехнологичных и дорогостоящих узлов и деталей. По оценкам ученых, эта методика экономит до 90% электрической энергии при работе в сравнении с прямыми аналогами.
Отмечается, что разработанный безвакуумный метод — первый шаг на пути создания недорогой и контролируемой технологии синтеза сверхтвердого борида вольфрама с превосходными механическими свойствами в больших объемах для широкого спектра промышленных применений.
Высокопрочная сталь для аграрного машиностроения
В университете им. Тимирязева разработали высокопрочную сталь для аграрного машиностроения. Для этого понадобилось три года испытаний. Сначала искали идеальный рецепт сплава, а затем образцы нагревали, сжимали, охлаждали, заливали водой и пытались разорвать на части.
Сталь высокой прочности делают и за рубежом, но там в состав добавляют огромное количество дорогих тугоплавких металлов – молибдена, ниобия и титана. А российские ученые сделали ставку на закалку сплава.
Отмечается, что новая сталь превосходит зарубежные аналоги в три раза. По предварительным расчетам, сталь российских ученых будет стоить на 20% дешевле импортной, ведь дорогих добавок здесь меньше 10%.
Антикоррозийный сплав для судостроения
Специалисты Объединенной двигателестроительной корпорации разработали новые жаропрочные и устойчивые к коррозии сплавы, которые будут использоваться для изготовления лопаток в газотурбинных двигателях кораблей и судов. Эти инновации позволят создавать более мощные и долговечные силовые установки.
Новые сплавам не страшна агрессивная морская среда и температура – они не теряют свойства даже при +1000°C!
Изобретатели уточняют, что из сплавов будут изготавливаться рабочие и сопловые лопатки турбин, которым приходится выдерживать высокие механические нагрузки, термические воздействия. В результате новые сплавы увеличат эффективность и мощность двигателей, способствуя созданию новых высокотехнологичных агрегатов.
Сплав с удвоенной прочностью для авиапромышленности
Ученые НИТУ МИСИС разработали методику обработки алюминиевого сплава с добавлением марганца, циркония и меди, которая удваивает его прочность и термостойкость, а также снижает пористость в 6 раз.
Утверждается, что новый сплав превосходит традиционные аналоги по своим механическим характеристикам благодаря нанозеренной и однородной структуре. В основе новой методики лежит измельчение компонентов сплава в специальной шаровой мельнице, после чего следует особое нагревание и сжатие. В результате получается материал, который устойчив к высоким температурам и механическим нагрузкам.
Сообщается, что новый сплав лучше сопротивляется действию тепла, чем другие алюминиевые сплавы, а значит, его можно использовать в авиационной и автомобильной промышленности.
Разработка новых сплавов позволяет создавать более легкие, прочные и устойчивые материалы. Так, изобретение дюралюминия стало революцией в авиастроении, а рынок никелевых сплавов, которые используются в авиации, космосе, атомной и химической промышленности, растет на 2% каждый год. От аэрокосмической промышленности до медицины, от электроники до строительства – практически нет отрасли, где не требовались бы материалы с улучшенными характеристиками. Осталось только дождаться внедрения.