Результаты исследования опубликованы в журнале Materials, входящем в первый квартиль базы Web of Science
Учёные научно-исследовательского физико-технического института (НИФТИ) Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского разработали сверхпрочные термостойкие материалы для авиации. Они позволят заменить устаревшие медные провода, имеющие большой вес, и алюминиевые провода с низкой электропроводностью, которые в настоящее время используются в авиации.
Для создания малогабаритных авиационных биметаллических проводов нижегородские учёные разработали ультрамелкозернистые алюминиевые сплавы. Высокая прочность и термостойкость обеспечена за счёт добавления добавок циркония, скандия или гафния.
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. Особенно старались минимизировать содержание скандия – одного из самых дорогостоящих металлов в мире, – сообщил один из авторов исследования, заведующий лабораторией диагностики материалов НИФТИ ННГУ Алексей Нохрин.
Для придания необходимых полезных свойств сплавы подвергались дополнительной деформации и отжигу, что приводило к выделению упрочняющих наночастиц. После этого из сплава изготавливают биметаллический провод – алюминиевую жилу диаметром 0,2–0,3 мм с тонким медным покрытием.
Сейчас мировые авиагиганты Boeing и Airbus в своих самолетах используют алюминиевые провода с нанесенными многослойными покрытиями. Например, фирма FSPone (Франция) разработала алюминиевый провод диаметром 0.13-0.16 мм, который имеет серебренное или никелевое покрытие, а также медный буферный подслой. Таким образом, наша технология позволит создавать провода, не уступающие мировым аналогам, – рассказала инженер лаборатории диагностики материалов НИФТИ ННГУ Яна Шадрина.
Специалисты Университета Лобачевского подробно изучили процессы деградации материалов биметаллических проводов: определены предельно допустимые температуры и период эксплуатации, в течение которых диффузия меди в алюминиевый провод не приводит к снижению его хрупкости. Это позволило разработать рекомендации к режимам применения этих проводов в авиации.
Полученные результаты опубликованы в журнале Materials, входящем в первый квартиль базы Web of Science, а прикладная часть разработки защищена ноу-хау.
фото: pixabay.com
