Ученые Университета МИСИС обнаружили наиболее действенный метод обработки алюминиевых сплавов, позволяющий увеличить прочность материала втрое при сохранении оптимальной комбинации твердости и пластичности. Разработанный подход поможет производителям отказаться от дорогостоящих легирующих добавок при изготовлении легких и прочных деталей микроэлектромеханики, выдерживающих многократные рабочие циклы, говорится на сайте учебного заведения.
По данным источника, алюминиевые сплавы серии 5xxx представляют собой универсальное решение. Они объединяют высокую прочность, коррозионную стойкость и небольшой удельный вес. Их активно используют для производства топливных резервуаров и авиационных корпусов, автомобильных кузовных деталей и рам, судовых конструкций и палубного оснащения. В области электроники из них делают датчики и провода. Строительная отрасль применяет их для изготовления оконных профилей, фасадных решений и стеклянных конструкций. Тем не менее дальнейшее улучшение характеристик этих материалов ограничено традиционными методами, которые характеризуются высокими энергетическими затратами и необходимостью добавления дорогостоящих легирующих компонентов.
«Предприятиям микроэлектронной промышленности не нужно создавать новые сплавы или перестраивать производственную линию: предложенный подход технологически проще и дешевле, чем традиционные методы упрочнения. Также он позволит продлить срок службы изделий, что в перспективе снизит расходы на техобслуживание и замену конструкций», — комментирует Евгения Наумова, доцент кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСИС.
Метод кручения под высоким давлением признают одним из лучших методов упрочнения металлических материалов без изменений их химического состава. Процесс заключается в помещении образца между двумя высокопрочными наковальнями, где он подвергается интенсивному скручивающему воздействию при давлениях порядка десятков тысяч атмосфер. Благодаря таким экстремальным условиям обработки, структура металла приобретает нанокристаллическое строение. Именно оно обеспечивает уникальные механические характеристики, сочетающие высокие показатели прочности и одновременно хорошую пластичность.
По мнению ученых, модернизация алюминиевых сплавов особенно перспективна для сферы микроэлектромеханики, где необходимы легкие и надежные элементы — сенсоры, двигатели и устройства, стабильно функционирующие при многочисленных нагрузочных циклах и повышенных температурных режимах.
Ранее ученые создали пластик с добавлением графена. Рассказали, зачем нужен новый материал.
