В лабораториях Сибирского физико-технического института Томского государственного университета (СФТИ ТГУ) совершен значительный прогресс в области материаловедения. Группа исследователей разработала уникальный сплав, обладающий способностью запоминать форму и восстанавливать ее в широком диапазоне температур - от минус 70 до плюс 100 градусов Цельсия.
Этот инновационный материал представляет собой трехкомпонентный монокристалл, состоящий из кобальта, никеля и алюминия (CoNiAl). Его отличительной особенностью является способность изменять свои размеры на впечатляющие 12% под воздействием механических нагрузок, а затем полностью возвращаться в исходное положение без необходимости дополнительного нагрева.
Анна Ефтифеева, старший научный сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ, подчеркнула важность этой разработки для различных отраслей промышленности. По ее словам, новый сплав может значительно усовершенствовать работу сенсоров, датчиков и демпфирующих конструкций, снижающих силу колебаний или ударов. Использование деталей из этого материала позволит заменить сложные многокомпонентные конструкции, увеличить срок службы приборов при многократных циклах срабатывания и повысить их эффективность.
Одним из ключевых преимуществ нового сплава является его способность функционировать в широком температурном диапазоне без необходимости дополнительного нагрева для реализации обратимой деформации. Это значительно отличает его от существующих аналогов, которые либо работают в узком интервале температур, либо требуют дополнительного теплового воздействия.
Для достижения необходимых свойств ученые применили специальную термомеханическую обработку. После этого сплав был подвергнут серии циклических испытаний, включающих около 100 циклов механического воздействия. Успешное прохождение этих тестов подтвердило стабильность свойств материала и его способность возвращаться к исходному состоянию. Теперь исследователи планируют провести дополнительные эксперименты с 1000-кратным механическим взаимодействием, что позволит расширить понимание потенциальных областей применения нового металла.
Помимо уникальных механических свойств, разработанный сплав обладает высокой устойчивостью к коррозии. Это делает его особенно ценным для использования в судостроении, в частности, при конструировании ледоколов для арктических регионов, где вопросы безопасности имеют первостепенное значение.
Практическое применение нового материала может быть чрезвычайно широким. Например, датчик из этого сплава, встроенный в антипожарный прибор, способен изменять свои размеры при возникновении возгорания, активируя систему пожаротушения. После снижения температуры окружающей среды сплав возвращается в исходное состояние, готовый к повторному использованию.
Перспективы применения сенсоров и датчиков с памятью формы, изготовленных из нового сплава, охватывают множество отраслей. Они могут найти применение в роботостроении, при производстве оборудования для нефтегазовой промышленности, в создании автоматических шумоподавителей и виброгасителей, системах очистки распылителей и вибрационных экранов. В будущем ожидается их использование и в аэрокосмической отрасли.
