В Южной Корее разработан суперсплав, сохраняющий свои свойства при экстремальных температурах

Исследовательская группа из южнокорейского POSTECH (Научно-технический университет Пхохана) сообщила  о разработке нового высокоэнтропийного сплава на основе никеля (HEA), получившего название “Hyperadaptor”, который сохраняет свои свойства при очень низких температурах жидкого азота (-196°C или -321°F) и при сверхвысоких 600°C (1112°F). “Эта разработка имеет большие перспективы для применений, связанных с внезапными или экстремальными перепадами температур, таких как ракетные или реактивные двигатели,  выхлопные системы двигателей, турбины электростанций и трубопроводы”, - говорится в пресс-релизе POSTECH. По сообщениям южнокорейских исследователей, этот материал обещает преодолеть присущие обычным металлам ограничения в экстремальных температурных условиях эксплуатации и может быть использован в ряде отраслей промышленности.

Как указал профессор Хен Соп Ким, возглавивший исследовательскую группу, традиционные металлы плохо переносят колебания температуры, становясь хрупкими на холоде или плавятся при значительном нагревании. “Следовательно, обычные металлические материалы, как правило, оптимизированы для работы в узком температурном диапазоне, что ограничивает их эффективность в средах с резкими колебаниями температуры”, - отмечается в пресс-релизе POSTECH. В отличие от обычных сплавов, в состав которых входит один основной элемент, новые высокоэнтропийные сплавы содержат пять или более элементов, смешанных почти в равных пропорциях. Этот уникальный состав приводит к высокой конфигурационной энтропии, к особой микроструктуре и превосходным механическим свойствам.

“Недавно разработанный новый высокоэнтропийный сплав на основе никеля демонстрирует практически неизменные механические характеристики в широком диапазоне температур — от криогенных условий до высокой температуры”, - подчеркивают исследователи. Такая замечательная стабильность объясняется наличием наноразмерных частиц L1₂, которые равномерно распределены внутри сплава. “Эти мелкие частицы действуют как упрочняющие элементы, препятствующие деформации, в то время как внутренняя структура сплава выдерживает нагрузку, независимо от температуры”, - утверждают исследователи. “Наш HEA преодолевает ограничения, присущие существующим сплавам, и создает новый класс материалов, нечувствительных к температуре”, - добавил профессор Хен Соп Ким.

Как указывается, отраслевые южнокорейские эксперты уже рассматривают потенциальные области применения этого “гиперадапторного” сплава. “Результаты исследования привлекли внимание представителей аэрокосмической и автомобильной промышленности”, - отметили ученые Южной Кореи. В частности, они отмечают, что аэрокосмический сектор постоянно находится в поиске материалов, способных выдерживать экстремальные колебания температуры во время космических полетов и высокоскоростных перелетов и новый сплав может эффективно решить эту проблему. Аналогичным образом, автомобильная промышленность, по их утверждениям, может успешно использовать этот сплав в выхлопных системах. Другими перспективными областями являются производство электроэнергии и трубопроводная инфраструктура, которые часто работают в сложных температурных условиях. “Способность сплава поддерживать стабильную работу в сложных температурных условиях может значительно повысить как безопасность, так и эффективность их использования”, - говорится в пресс-релизе POSTECH.

В подтверждение этих слов, южнокрейские эксперты указывают, что в последнее время во многих странах ведутся исследования в области производства сверхпрочных металлов.  Так, недавно китайские исследователи преобразовали обычную нержавеющую сталь в сплав, который в 10 000 раз более устойчив к усталости металла. Ученые из США также разработали новый медный сплав, который может выдерживать температуру 1472° по Фаренгейту (800°C) более 10 000 часов, обладая при этом высокой механической прочностью.