Ученые создали материал, устойчивый к экстремальному холоду

В поисках инновационных материалов, способных выдерживать экстремальные температуры, российско-китайский коллектив ученых представил новый композиционный материал, обладающий высокой прочностью и пластичностью даже при сильном морозе.

Эта разработка открывает перспективы для применения в различных областях, включая космонавтику, криогенную промышленность и исследования в полярных регионах.

Исследователи из Университета МИСИС в России и их китайские коллеги провели анализ процессов разрушения композиционных материалов при криогенных температурах ниже -150 °C. Их целью было создание новых соединений, способных сохранять свои механические свойства в условиях экстремального холода.

Этот научный прорыв отражен в опубликованной статье в журнале "Nanomaterials", где подробно описаны результаты исследования и потенциальные области применения нового композиционного материала. Создание материалов, устойчивых к низким температурам, имеет важное значение для развития технологий, требующих надежности в экстремальных условиях.

Этот новый слоистый композиционный материал, разработанный исследователями на основе соединения металла и металлического стекла, представляет собой значительный прорыв в области материаловедения. Инновационные свойства этого материала при критически низких температурах вызывают интерес исследователей и промышленников по всему миру.

Доцент кафедры физики Университета МИСИС Иван Сафронов подчеркнул, что особенность нового материала заключается в его уникальном поведении при ударе. Вместо того чтобы рассыпаться на осколки, он демонстрирует устойчивость и способность к самовосстановлению благодаря особым переходным процессам на границе кристаллического и аморфного металлических сплавов.

Появление трещины на границе кристаллической и аморфной структур вызывает интерес не только с точки зрения физики разрушения материалов, но и с практической точки зрения для разработки более прочных и надежных конструкционных материалов. Возможность локального разогрева материала при перескоках атомов перед вершиной трещины открывает новые перспективы для создания инновационных материалов с улучшенными механическими свойствами.

Исследования показывают, что нагретый металл становится более пластичным и способен изменять характер разрушения, что в свою очередь замедляет распространение трещин. Это свойство позволяет сохранять прочность материала даже при низких температурах. Как утверждает заведующий кафедрой физики Университета МИСИС Иван Ушаков, эти открытия имеют большое значение для разработки новых материалов и технологий.

Подчеркивая значимость данного открытия, ученый также отмечает, что многослойные композиционные материалы могут быть широко применены в производстве компонентов машин и конструкций. Особенно важно использование таких материалов в условиях низких или сверхнизких температур, что актуально для космонавтики, криогенной промышленности и районов с полярным климатом.

Исследования в области металлов и композитов продолжаются, и новые открытия могут привести к созданию еще более эффективных материалов, способных выдерживать экстремальные условия. Внедрение таких инноваций в промышленность может значительно улучшить надежность и долговечность различных конструкций и механизмов.

В рамках государственной программы поддержки российских университетов "Приоритет-2030" проводятся исследования, направленные на доработку технологии создания композиционных материалов. Эти материалы будут улучшать свой состав для повышения механической прочности при криогенных температурах и устойчивости к радиации.

Одним из ключевых направлений развития новых композиционных материалов является их применение в аэрокосмической отрасли. Ученые стремятся создать материалы, способные выдерживать экстремальные условия космоса и обеспечивать надежность конструкций космических аппаратов.

Планируется также исследование влияния различных добавок на свойства композиционных материалов. Это позволит оптимизировать их химический состав и улучшить технические характеристики для различных отраслей промышленности.

Источник и фото - ria.ru