• 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
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

Просмотров: 5Комментариев: 0

Недавние посты

Смотреть все