В Томском госуниверситете создали новый сплав, способный эффективно охлаждать устройства без вреда для природы. Материал на основе сплавов Гейслера — NiFeGaCoB — сочетает высокую эффективность, экологичность и прочность. Он позволит удешевить производство деталей для тепловых насосов, холодильников и миниатюрных систем охлаждения, применяемых в электронике — от компьютеров до смартфонов.
Традиционные холодильники по-прежнему зависят от фреонов — газов, разрушающих озоновый слой и усиливающих парниковый эффект. Им на смену приходит твердотельное эластокалорическое охлаждение. Здесь холод возникает не за счет газов, а за счет самого материала — при растяжении его кристаллическая структура перестраивается и поглощает тепло, а при сжатии — отдает его обратно. Простая и «чистая» физика без утечек и химии.
Сплавы Гейслера, включающие никель, железо, галлий и кобальт, давно известны эффектом памяти формы и сверхэластичностью. Однако их промышленное применение ограничивалось тем, что высокие характеристики демонстрировали только дорогие монокристаллы. Команда лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ «научила» поликристаллы работать столь же эффективно.
Результата удалось достичь благодаря микродобавке бора (всего 0,3%) и особой термомеханической обработке. Новый сплав NiFeGaCoB выдерживает большие нагрузки без трещин и демонстрирует выраженный охлаждающий эффект в диапазоне температур до 125 °C — с понижением до 9,4 °C. Ранее таких показателей удавалось достичь только в монокристаллах.
Дополнительное преимущество дала процедура старения в мартенсите под нагрузкой — она снизила потери энергии и повысила стабильность рабочих циклов. Это приближает применение нового материала в реальных устройствах — без дорогого производства и сложной сборки.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что новый материал в 25 раз повысит живучесть жаростойких деталей.
