Исследователи из лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ добились прогресса в разработке функциональных материалов на основе многокомпонентных сплавов Гейслера. Эти интерметаллические соединения являются серьезными конкурентами популярному никелиду титана благодаря превосходству в циклической стабильности и способности возвращать заданную деформацию в высокотемпературных условиях, начиная от 100 °C. Уникальность работы томских ученых заключается в создании и изучении крупных монокристаллов, что является редкостью в мировом масштабе из-за высокой хрупкости таких сплавов.
Ключевым усовершенствованием стало добавление в базовые составы четвертого элемента — железа или кобальта. Путем тщательного подбора концентрации этих элементов и применения специальных термических обработок физикам удалось не только повысить прочностные характеристики, но и значительно расширить рабочий температурный диапазон. Наиболее интригующим открытием стало обнаружение в монокристаллах состава Ni2FeGa-Со частиц омега-фазы, которая обычно характерна для сплавов на основе титана или циркония, но практически не встречалась в сплавах Гейслера. Эта фаза, появление которой можно контролировать, играет определяющую роль в усилении материала.
Как поясняет руководитель проекта Екатерина Тимофеева, благодаря комбинации измененного химического состава и термической обработки удалось достичь уникальных состояний сплава. Материал демонстрирует большие обратимые деформации в широком интервале от 100 до 300 °C и выдерживает до 100 тысяч рабочих циклов «нагрузка-разгрузка» без признаков разрушения.
Внедрение таких материалов позволит создать более эффективные и компактные механизмы для автомобильной, аэрокосмической и энергетической отраслей. Сплавы с памятью формы могут выступать одновременно как считывающим, так и исполнительным устройством, что исключает необходимость в сложных дополнительных механизмах, снижая общий вес, объем конструкции и риск поломок.
Ранее в Томске создали композит с широкой полосой радиопоглощения.
