Холодильники будущего. Как сплавы Гейслера могут заменить фреон

Российские учёные из Сибирского физико-технического института Томского государственного университета представили важные результаты по изучению сплава NiFeGa(Co), который может стать экологичной альтернативой фреону. Оказалось, что данный сплав, легированный кобальтом и бором, обладает высокой пластичностью при температуре от 800 до 900°С, что делает его подходящим для создания прочных и безопасных холодильных устройств.

Исследователи из Томска, возглавляемые профессором Юрием Чумляковым, сосредоточились на свойствах интерметаллидного сплава, относящегося к группе сплавов Гейслера. В рамках недавнего эксперимента команда обнаружила, что сплав NiFeGa(Co) способен демонстрировать эластокалорический эффект в широком температурном диапазоне — от -30°С до +300°С. Под действием механической нагрузки материал изменяет форму и охлаждает себя, возвращаясь в первоначальное состояние, что делает его идеальным кандидатом для систем охлаждения в бытовых и промышленных устройствах.

Как пояснила главный научный сотрудник Елена Панченко, экологическая замена фреонов требует материалов, обладающих одновременно высокой охлаждающей способностью и прочностью при длительном использовании. Поликристаллы сплавов Гейслера способны решать эту задачу, но их широкое применение затруднено из-за хрупкости. Однако недавние исследования показали, что сплав NiFeGa(Co) имеет выдающиеся свойства: при высоких температурах его пластичность достигает 80%, что значительно превышает прочность аналогов.

«Установленный нами температурный интервал высокой пластичности у этих сплавов является важным мировым результатом»

• Елена Панченко, доктор физико-математических наук

Эксперименты выявили, что в диапазоне от 800 до 900°С данный сплав можно деформировать при минимальной нагрузке, что позволяет изготавливать прочные заготовки с однородной структурой, устойчивые к эксплуатации. Сплав NiFeGa(Co) становится перспективным материалом для создания холодильников, тепловых насосов и микрочипов, где стабильная и экологичная система охлаждения является ключевым требованием.

Учёные продолжают испытания сплава с целью определения его стабильности под действием циклической нагрузки. В перспективе планируется увеличить количество циклов с 100 до 100 000, что поможет понять, насколько долговечен и эффективен сплав NiFeGa(Co) для использования в инженерных конструкциях и охлаждающих устройствах.

Источник: ТГУ