Компания «АлКом» и ученые Томского государственного университета (ТГУ) разработали технологию получения нового материала — легкого, как алюминий, и прочного, как сталь. В рамках совместного проекта с Европейским космическим агентством из этого сплава были созданы опытные образцы для деталей оборудования, работающего на орбите.
«Мы научились существенно улучшать прочность и пластичность серийных легких сплавов, вводя в их состав наночастицы алмаза и оксида алюминия», — сообщил научный руководитель ООО «АлКом» Александр Ворожцов.
Введение наночастиц в сплав представляет собой проблему из-за того, что частицы не смачиваются и остаются на поверхности расплавленного металла. Томским ученым удалось синтезировать лигатуры с нанокристаллической структурой, которые добавляются в сплав в процессе литья перед разливкой в формы. Технология запатентована, в том числе в ЕС, и не имеет аналогов. Прочность материалов с нанодобавками на 20-25 % выше, чем у обычных алюминиевых сплавов, пластичность и твердость — на 50 %. Эти свойства сохраняются при температурах до 300 градусов по Цельсию.
Для получения сплавов с улучшенными характеристиками не требуется дополнительное оборудование или изменение технологий литья. Лигатуры хранятся при обычной влажности и температуре, их стоимость относительно невелика. В зависимости от задачи состав можно оптимизировать, влияя на свойства конечного продукта.
Александр Ворожцов навскидку приводит пример полезного использования легкого и прочного сплава, даже не как ответственного конструкционного материала летательного аппарата: «В обычном самолете А-320, который летает из Томска в Москву, есть полки для ручной клади с металлическими направляющими. Если мы сделаем их из своего материала, сэкономим до сотни килограммов веса — это целый пассажир».
Компания «АлКом» приняла участие в проекте, который координировало Европейское космическое агентство: были сделаны опытные образцы из материала с наноразмерными алмазом и алюминием, которые использовались в прототипе рамки для электронного оборудования (в рамках российско-германского проекта Фонда содействия инновациям). Голландская компания КВМ – один из ведущих в мире производителей лигатур — в рамках другого международного проекта создала алюминиевый кабель с нанодобавками по томскому «рецепту»: он сохраняет электропроводность, но при этом более прочный и гибкий.
«В Германии мы работаем с предприятием, которое выпускает алюминиевые конструкции для спорта: инвентарь, футбольные ворота, оборудование для легкой атлетики (барьеры, стойки и т.п). Наша технология позволяет сэкономить металл — при высокой прочности можно сделать конструкцию тоньше. Пригодится материал и в ортопедии», — говорит Александр Ворожцов.
«АлКом» и ТГУ работают над технологией уже около пяти лет. На разных этапах проект получал поддержку Фонда содействия инновациям — по программам «Старт», «Коммерциализация», а также в рамках российско-германского конкурса. Сейчас разработчики занимаются улучшением свойств магниевых сплавов: введение в жидкий металл наночистиц нитрида алюминия приводит к одновременному улучшению прочности на разрыв и пластичности. Использовать такой материал можно будет в автомобилестроении и авиакосмической отрасли.
«Детали из нового сплава обеспечат уменьшение веса автомобиля на 150-200 килограммов. Это позволит улучшить управляемость, прохождение поворотов и безопасность», — отмечает представитель «АлКом».
Портал ИНО Томск