У большинства металлов механические свойства в значительной мере зависят от температуры. Компоненты машин или элементы конструкций могут эффективно выполнять свои функции лишь в строго определенном термическом диапазоне. В условиях резких температурных колебаний они становятся хрупкими, теряют форму или выходят из строя. Это серьезно ограничивает применение металлов, особенно в таких высокотехнологичных отраслях, как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение или энергетика.
Для решения с этой проблемы исследовательская группа POSTECH (Университет науки и технологий города Похан) под руководством профессора Хен Соп Ким разработала новый метод под названием «Гиперадаптер» и, опираясь на него, создала никелевый высокоэнтропийный сплав (HEA). Новый сплав отличается уникальной стабильностью механических свойств при воздействии на него как сверхнизких, так и сверхвысоких температур.
Ключ к этой устойчивости — равномерно распределенные в структуре сплава наночастицы под названием L1₂-преципитаты. Эти частицы работают в сплаве как армирующие элементы: они препятствуют деформации материала, а также позволяют внутренней структуре сплава приспосабливаться к нагрузкам, не меняя своих свойств при изменении температуры. Благодаря этому сплав одинаково устойчив к внешним воздействиям и в условиях криогенного холода, и в условиях экстремально сильного жара.
Практическое значение нового материала трудно переоценить. Сплав может быть использован в реактивных и ракетных двигателях, системах выхлопа автомобилей, турбинах электростанций, а также в трубопроводах, где важна надежность и долговечность при резких температурных скачках. Использование материалов такого рода может значительно повысить безопасность и эффективность этих критически важных систем.
«Наш высокоэнтропийный сплав преодолевает ограничения традиционных металлических материалов и открывает путь к созданию нового класса термоустойчивых материалов», — подчеркивает профессор Ким. «Концепция “Гиперадаптера” — это революционный шаг в разработке сплавов нового поколения, которые смогут сохранять стабильность даже в самых суровых условиях».
Уникальная разработка уже вызвала закономерный интерес со стороны промышленных гигантов, особенно в аэрокосмическом и автомобильном секторах, где такие материалы могут стать основой новых, более надежных и долговечных технологий.
Тем временем российские ученые создают аккумуляторы будущего, используя натрий вместо лития.
