Американські вчені створили новий мідний сплав, здатний витримувати екстремально високі температури без втрати міцності.
Розробка стала результатом спільних зусиль фахівців з Університету штату Арізона, Дослідницької лабораторії армії США, Університету Ліхай і Університету штату Луїзіана. Новий матеріал здатний зберігати свої властивості за 800 °C протягом понад 10 000 годин, що робить його конкурентоспроможним серед сучасних суперсплавів.
Сплави традиційно створюються для підвищення міцності, корозійної стійкості та теплопровідності. Однак більшість із них мають обмеження: нікелеві мають високу міцність, але погано проводять тепло, а вольфрамові стійкі до температур, але вирізняються високою щільністю, що ускладнює їхню обробку. Новий мідний сплав, що містить тантал і літій (Cu3-Ta-0,5Li), позбавлений цих недоліків.
Читайте також:
Можна використовувати в космосі. Корейські вчені винайшли високоміцний сплав Метод створення матеріалу заснований на унікальному підході, розробленому в Університеті Ліхай. У його структурі преципітати Cu3Li стабілізуються подвійним шаром атомів танталу,
що запобігає зростанню зерен і зберігає наноструктуру навіть за високих температур. Для досягнення таких властивостей учені використовували порошкову металургію та кріогенне подрібнення, що забезпечило рівномірний розподіл елементів.
Випробування показали, що навіть після року перебування при температурі 1472°F сплав практично не втрачає механічної міцності. Його межа плинності за кімнатної температури становить 1120 МПа, що значно перевершує показники наявних мідних сплавів. Крім того, він демонструє меншу деформацію повзучості, що особливо важливо при експлуатації в екстремальних умовах.
Ключовим елементом нової структури стало додавання 0,5% літію, яке змінило морфологію осадів, надавши їм стабільної кубоїдальної форми. Завдяки цьому механічні та термічні властивості матеріалу значно покращилися. За словами професора Кірана Соланкі з Університету штату Арізона, такий підхід дає змогу змінювати «відбиток пальця» матеріалу за високих температур, забезпечуючи його довговічність.
Читайте також:
Технологічне диво. Учені знайшли спосіб з'єднати метал і дерево без клею Ця розробка відкриває перспективи для створення нового покоління мідних сплавів, які можуть бути використані в теплообмінниках, електротехнічних компонентах, конструкційних матеріалах, а також в аерокосмічній та оборонній промисловості. Дослідження розширює наукові знання про сплави і прокладає шлях до матеріалів, здатних витримувати екстремальні умови експлуатації.
Результати дослідження опублікованов журналі Science.
