Zen
МОСКВА, 14 ноября Создан композиционный материал, способный сохранять высокую прочность и пластичность при высоких морозах российско-китайским коллективом ученых. Разработка может найти применение в технике, используемой при низких температурах: в космонавтике, криогенной промышленности и в полярных широтах. Результаты опубликованы в журнале «Наноматериалы».
Специалисты Российского исследовательского технологического университета «МИСиС» совместно с коллегами из Китая изучили, как разрушаются композиционные материалы при температурах ниже -150 °С (криогенные температуры), и поставили перед собой задачу создания новых композиционных соединений, способных сохранять свои механические характеристики в столь экстремальных условиях.
Исследователи разработали слоистый композиционный материал на основе комбинации металла и металлического стекла, который не разрушается хрупко при критически низких температурах, сообщил доцент кафедры физики НИТУ «МИСиС» Иван Сафронов.
«Новый материал не распадается на множество осколков при ударе. Такое поведение связано с особыми переходными процессами на границе кристаллических и аморфных металлических сплавов. Возникновение трещины на этой границе приводит к скачкам атомов перед вершиной трещины, что вызывает сильный локальный разогрев материала. Нагретый металл более пластичен, он изменяет характер разрушения и замедляет трещину. Это позволяет сохранять прочность образца при низких температурах», — рассказал заведующий кафедрой физики МИСиС Иван Ушаков.
Ученый отметил, что подобные многослойные композиционные материалы могут быть использованы для изготовления деталей машин и конструкций, которые будут использоваться в условиях низких или сверхнизких температур — в освоении космоса, криогенной промышленности и полярных широтах.
«Разрабатываемые нами композитные материалы на основе кристаллического металла и металлического стекла просты в получении и легко перерабатываются. Технология их создания основана на классической пайке материалов разного состава. Мы теоретически и экспериментально определили эффективные температуры, при которых металлическое стекло не кристаллизуется в условиях хорошей «свариваемости» компонентов», — рассказал Иван Сафронов.
В дальнейшем ученые планируют усовершенствовать технологию создания подобных композитных материалов. Также они будут совершенствовать их состав для повышения механической прочности при криогенных температурах и стойкости к радиации.
Исследования проводятся в рамках государственной программы поддержки российских вузов «Приоритет-2030».