Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Экологичный «заменитель» фреона: ученые придумали, как сделать охлаждающий сплав прочнее и эффективнее
Работая со сплавами Гейслера, которые обеспечивают высокоэффективное и экологически безопасное охлаждение в конструкции холодильников и тепловых насосов, физики Томского государственного университета усовершенствовали структуру поликристаллов сплава NiFeGa(Co). К нему был добавлен бор, и новый материал NiFeGaCoB показал значительный охлаждающий эффект в широком интервале температур – до 125°С. Кроме того, специальная термомеханическая обработка полученного сплава сделала его прочным и пластичным, что несвойственно поликристаллам в обычном состоянии. Такие результаты дают возможность повысить качество и при этом удешевить производство деталей для тепловых насосов, холодильников и охлаждающих устройств с микроэлектронной «начинкой», к примеру, компьютеров и мобильных телефонов.
Значительный технологический прогресс повышает требования к различным сферам промышленности. В связи с этим ученые уделяют особое внимание поиску альтернатив традиционному парокомпрессионному охлаждению, где в качестве хладагента используются фреоны. Их минус — в разрушении озонового слоя, ускорении глобального потепления и высоком энергопотреблении.
Альтернативой является твердотельное эластокалорическое охлаждение: рабочий элемент (деталь) под воздействием механической нагрузки сначала деформируется, а после разгрузки возвращается к исходному размеру и охлаждается. Снижение температуры в этом случае связано с поглощением тепла за счет изменения внутренней структуры материала при растяжении либо сжатии. Такой принцип охлаждения экологически безопасен, высокоэффективен и прост в реализации.
Перспективными кандидатами для применения в эластокалорическом охлаждении считаются сплавы Гейслера NiFeGa(Co). Они уже успешно зарекомендовали себя в качестве приводов, сенсоров и демпферов за счет функциональных свойств — таких как эффект памяти формы и сверхэластичность. Их изучением в последние годы активно занимается коллектив лаборатории физики высокопрочных кристаллов (заведующий Юрий Чумляков).
Исследования сплавов NiFeGa(Co) показали, что их основным преимуществом является эластокалорический эффект со стабильной величиной охлаждения в широком интервале рабочих температур – до 300°С. Немаловажными также являются высокая циклическая стабильность (до 105 циклов) и эффективность охлаждения.
— Таковы результаты исследований, проведенных на монокристаллах NiFeGa(Co). Но применение монокристаллов в промышленных масштабах ограничено в связи с трудностью и дороговизной производства. Поэтому большое внимание наша лаборатория уделяет исследованию поликристаллов. В частности, речь идет о модификации их структуры, которая позволяет избежать растрескивания при нагрузке, — рассказывает руководитель проекта, главный научный сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ, доктор физико-математических наук Елена Панченко.
Под руководством Елены Панченко в рамках гранта Российского научного фонда № 23-19-00150 в лаборатории ведется работа по созданию поликристаллов с улучшенными механическими и эластокалорическими свойствами.
По итогам работы над проектом впервые на поликристаллах сплава NiFeGaCoB получен значительный охлаждающий эффект в широком интервале температур — до 125°С — с величиной охлаждения до 9,4°С. Ранее такие значения наблюдались лишь для монокристаллов данных сплавов. Публикации по теме были представлены в журнале Applied Physics Letters (Q1).
— Этих результатов удалось добиться за счет комплексной оптимизации структуры поликристаллов. Она включает микролегирование бором — то есть добавление легирующего элемента в очень малом количестве. К примеру, в нашем сплаве содержание бора составляет всего 0,3 %. Также в полученном материале была сформирована текстура, при которой зерна ориентированы вдоль определенного направления, позволяющего получить необходимые параметры эластокалорического эффекта, — приводит подробности инженер-исследователь лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ Ирина Стешенко.
Кроме того, ученые впервые представили результаты по применению на поликристаллических материалах специальной термомеханической обработки — старения в мартенсите под нагрузкой. Она приводит к снижению величины гистерезиса и напряжений в рабочем цикле, что позволяет минимизировать потерю энергии и упростить устройство привода при использовании в тепловых насосах и твердотельных холодильниках.
На основании этого будут предложены рекомендации по модификации структуры поликристаллических материалов для их применения в эластокалорическом охлаждении с высокой эффективностью.
Результаты исследований представлены на международных профильных конференциях – VI международном научном семинаре «Дни калорики в Челябинске: функциональные материалы и их приложения» и VI международной конференции «Сплавы с памятью формы» (Москва).
Telegram 
Дзен 
VK Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.
Ученые из коллаборации LIGO, VIRGO и KAGRA впервые зафиксировали гравитационно-волновые события, указывающие на существование черных дыр второго поколения — «потомков» предыдущих слияний. Открытие позволит понять, как именно во Вселенной рождаются сверхмассивные черные дыры.
Эксперимент, устроенный в морском аквариуме в Лос-Анджелесе, продемонстрировал, что акулы и скаты, принадлежащие к пластиножаберным рыбам, могут обладать более высоким уровнем интеллекта. Значит, им необходима обогащенная среда обитания при содержании в неволе.
Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.
Исследователи объяснили, как цивилизация майя добивалась высокой точности в предсказании солнечных затмений на протяжении столетий. Для коррекции накапливающихся астрономических неточностей они использовали сложную систему пересекающихся календарных таблиц.
В последние годы содержание кошек дома без возможности свободного выгула все чаще преподносят как идеальную модель, которая ограждает дикую фауну от нападений и обеспечивает благополучие самих питомцев. Подобные утверждения в разных частях мира звучат от некоторых защитников природы и представителей властей. Однако группа ветеринаров из Австралии и Дании недавно раскритиковала такой подход. Ученые не спорят с тем, что кошки влияют на уязвимые экосистемы и что ограничение их свободы — действенная мера по смягчению этого эффекта. Тем не менее исследователи настаивают, что жизнь в изоляции для питомцев совсем не благо. Заявляющие обратное как минимум ошибаются, а в худшем случае намеренно вводят общественность в заблуждение.
Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.
Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.
Экспедиционное судно «Эндьюранс» более века называли самым прочным деревянным судном, когда-либо построенным человеком. Но находка, сделанная на дне моря, и изучение старых писем раскрыли неприятную правду. Легендарный «Эндьюранс» Шеклтона вовсе не был непобедимым левиафаном. Напротив, он имел фатальные недостатки, а капитан знал об этом еще до того, как ушел в роковое плавание к берегам Антарктиды.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно