Алюминий вместо меди. Исследователи создают деформируемый сплав для энергетики

Исследователи Национального исследовательского технологического университета "МИСИС" разработали наноструктурный алюминиевый сплав с исключительной термостойкостью, пластичностью и электропроводностью, что позволяет использовать его в электротехнических системах, таких как кабели, проводники и трансформаторы. Новый материал превосходит международные стандарты пластичности в 20 раз, выдерживая нагрузки без деформации и разрушения, что делает его перспективным выбором для современной энергетики.

Алюминий становится востребованной альтернативой меди благодаря своей легкости и электропроводности, однако для работы в высоких температурах материал требует дополнительной устойчивости. В рамках научно-исследовательского проекта, поддержанного Российским научным фондом, специалисты МИСИС под руководством профессора Николая Белова работали над улучшением свойств алюминия. В результате сплав был легирован кальцием и цирконием, что позволило добиться высокого уровня термостойкости и электропроводности. Дополнительные примеси марганца и железа также способствуют повышению прочности и снижению себестоимости материала.

"Сочетание всех этих элементов в одном сплаве позволило нам создать востребованный материал с уникальными свойствами. Легирование кальцием и цирконием обеспечивает оптимальный фазовый состав, а добавка марганца минимизирует электросопротивление,"

– Наталья Короткова, младший научный сотрудник лаборатории "Гибридные наноструктурные материалы" НИТУ МИСИС

Для производства материала ученые использовали лабораторные методы, моделирующие промышленный процесс, такие как литье и прокатка с применением электромагнитного кристаллизатора. Это позволило создать однородную, мелкозернистую структуру алюминия, что значительно улучшает его пластичность и прочность. Применение технологии непрерывного прессования Conform помогло минимизировать дефекты и улучшить свойства сплава.

Подходы, разработанные командой МИСИС, делают новый алюминиевый сплав экономически выгодным, а также позволяют сократить экологические издержки за счёт низкого содержания железа и использования повторяемых технологий. В планах ученых — дальнейшие испытания материала в условиях, приближенных к эксплуатационным. Результаты исследования опубликованы в научных журналах "Цветные металлы" и Physics of Metals and Metallography, что подчеркивает значимость открытия для металлургической отрасли.

Источник: пресс-служба НИТУ МИСИС