Сотрудники лаборатории нанонтехнологий металлургии Томского госуниверситета создают легкие сплавы для аэрокосмической и автомобилестроительной индустрий. Исследователям удалось найти новый способ упрочнения алюминиевых сплавов при помощи специальных лигатур с наночастицами, получаемых ударной волной.

Сейчас ученые всего мира работают над способами упрочнения легких и сверхлегких композитов. Эти материалы широко применяются в самых разных отраслях: аэрокосмическом строительстве, судостроении, электротехнике, машиностроении. Например, Аэробус А 380, являющийся одним из самых больших авиалайнеров, почти на 80 процентов состоит из разных композиционных материалов.

Улучшить прочностные характеристики металла можно за счет добавления в него микро и наночастиц. Но есть техническая проблема: их очень сложно ввести, поскольку частицы (особенно нано) имеют плохую смачиваемость жидким металлом, помимо этого из-за малого размера они сильно склонны к слипанию.

«Нашей команде удалось найти принципиально новое решение данной проблемы: мы добавляем в лигатуру тугоплавкие частицы, обрабатываем ее ударной волной и получаем очень плотный алюминиевый пруток с концентрированным содержанием наночастиц, — рассказывает руководитель проекта, заведующий лабораторией нанотехнологий металлургии, кандидат технических наук Сергей Ворожцов. — При введении в жидкий металл они хорошо смачиваются».

Для равномерного распределения частиц в сплаве применяется мощное ультразвуковое воздействие. Новый способ позволяет увеличить прочностные характеристики легких сплавов на 20-30 процентов. При этом улучшаются и другие свойства металла, например, его теплопроводность.

Разработки ученых зафиксированы в нескольких научных статьях и патентах. В настоящее время ученые проводят ряд новых исследований, экспериментируют с разными наночастицами, ищут оптимальные составы новых сплавов, которые могут работать в условиях повышенной нагрузки.