• Eugene Borisov

Найден способ повысить термостойкость проводов ЛЭП и авиации

Российские ученые из НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Уфы и Красноярска смогли повысить термостойкость алюминия до 400 °C при помощи добавки циркония. Полученный материал будет полезен для изготовления облегченных электропроводов, например, в авиации.


Разработка российских ученых повысит срок службы проводов ЛЭП

Алюминий является одним их основных металлов для изготовления проводов. Он обладает хорошей электропроводностью и, что особенно важно, он в 3,5 раза легче меди. Именно поэтому алюминиевые кабели используют, когда необходимо уменьшить вес проводов, например, в линиях электропередач и в летательных аппаратах.


Существенным минусом чистого алюминия является низкая термостойкость - он выдерживает нагрев только до 150 °C. При более высоких температурах алюминиевые провода разрушаются. Для того, чтобы увеличить термостойкость и расширить потенциальные области применения проводов из алюминия, требуется вводить в металл легирующие добавки.


Ученые НИТУ «МИСиС» нашли способ в два раза увеличить термостойкость алюминия за счет относительно недорогой добавки циркония. Всего 0,6% этой добавки в сплаве повысило максимальную рабочую температуру материала до 400°C.


Основной проблемой введения циркония в алюминиевый сплав в таком количестве является необходимость сочетания высокой температуры расплава (более 900 °C) и сверхбыстрой кристаллизации. Ранее для этого использовалась гранульная технология (это технология порошковой металлургии, известная как RS/PM). Но она достаточно сложная и дорогостоящая.


Сотрудники предприятия ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики» разработали альтернативную технологию, которая состоит в получении слитков литьем в электромагнитном кристаллизаторе (ЭМК). В проведенном исследовании сразу из плавильного тигля расплав при 920 °C подавался в магнитный кристаллизатор, где охлаждался водой, а затем и вытягивался в длинномерную заготовку диаметром 12 мм.


Использование технологии ЭМК позволило добиться идеальной структуры в литой заготовке. Последующая термообработка проволоки позволила сформировать наночастицы циркония, которые и обеспечили существенное увеличение термостойкости.


«Испытания проволоки показали, что термостойкость увеличилась почти вдвое, причем электропроводность практически не снизилась», — утверждает профессор кафедры обработки металлов давлением в НИТУ «МИСИС» Николай Белов.

По словам ученых, увеличение термостойкости сплава позволит применять его не только для ЛЭП-конструкций, которые, благодаря новому сплаву прослужат дольше, но и в различных летательных аппаратах, где снижение веса является критически важным.


Свою работу ученые опубликовали в международном журнале Metals.

#новостинауки

#новоститехнологий

#новыематериалы

Подписаться на новости SCDAILY