Сплавы с памятью формы получили в ТГУ

Ученые лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ Томского государственного университета с помощью аддитивных технологий создали сплавы, имеющие способность к деформации и восстановлению исходной формы. Исследователи работали с высокоэнтропийными сплавами, состоящими из пяти и более элементов, и с ферромагнитными сплавами. Максимально рассчитанный ресурс деформации, к которому стремятся материаловеды во всем мире – 8,7%. Специалисты ТГУ первыми в мире получили результат, в два раза превышающий теоретический ресурс.

Подобные материалы используются в робототехнике и микросистемных технологиях, в космической промышленности, а также для изготовления техники, использующейся в условиях критических температур, например, в Арктике и Антарктике.

Заведующий лабораторией физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ Юрий Чумляков пояснил: «В рамках исследовательского проекта, поддержанного РНФ и DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft), сотрудники лаборатории работали со сплавами Fe-28%Ni-17%Co-11.5%Al-2.5X (X=Ti, Nb, Ta, Ti+Nb). Используя добавки наночастиц, удалось получить обратимую деформацию до 13,5%».

Сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов ТГУ Анна Ефтифеева рассказала о работе с ферромагнитными сплавами NiFeGa(Co) и CoNiAl: «Нам удалось достичь гигантской деформации – 15% в ферромагнитных сплавах за счет развития процессов переориентации структуры низкотемпературной фазы под нагрузкой. Этого процесса мы добились с помощью ранее запатентованного нами метода – старения в мартенситном состоянии под нагрузкой.

Результаты могут быть применены для разработки термо- и магнитоконтролируемых силовых элементов, используемых в космической отрасли и робототехнике (в механизмах для пальцев или ног роботов и т.д.). Способность к деформации и возврату в исходное состояние можно использовать в системе пожарной сигнализации. При повышении температуры в помещении материал будет изменять форму и автоматически запускать систему пожаротушения.

Важным требованием для практического применения материалов с высокой обратимой деформацией является стабильность величины обратимой деформации при эксплуатации, а также функциональная усталостная долговечность. В этой связи физики ТГУ планируют провести исследования циклической стабильности полученных свойств, чтобы добиться стабильных эксплуатационных характеристик и успешного внедрения созданных аддитивным способом материалов в производство.

Источник: ТГУ