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.
Томские ученые создали сплав для Арктики и космоса в 1,5 раза прочнее аналогов
Ученые ТГУ улучшили свойства сплава с эффектом памяти формы, добавив железо в состав CoNiAl. Новый материал демонстрирует повышенную прочность и более широкий диапазон рабочих температур, смещенный в низкотемпературную область. Эти улучшения делают его перспективным для создания высоконадежных, компактных и простых в обслуживании компонентов приводов и актюаторов для работы в экстремальных условиях Арктики и космоса, например, в конструкциях ледоколов и космических кораблей.
Научный коллектив лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ исследовал функциональные возможности монокристаллов из кобальта, никеля и алюминия и железа (CoNiAlFe). Этот сплав обладает двусторонним эффектом памяти формы и может использоваться в разных сферах промышленности. В частности он хорошо подходит как материал для комплектующих актюаторов и приводов, которые есть в конструкции ледоколов и космических кораблей. Железо было добавлено к ранее созданному сплаву CoNiAl в рамках работы над проектом при поддержке гранта РНФ. Исследования в рамках проекта позволят разработать недорогой сплав с памятью формы, которые имеет широкий диапазон рабочих температур и стабильные свойства. Уже полученные результаты показали, что легирование железом расширяет диапазон рабочих температур на 50 градусов, смещая температуры в низкотемпературную область. Кроме того, сплав CoNiAlFe выдерживает рабочую нагрузку в 1,5 раза выше чем CoNiAl.
Работа ученых направлена на усовершенствование и создание новых технических возможностей для развития стратегии освоения космического пространства и северных широт, в том числе — российского региона Арктики. Разработка сплавов CoNiAlFe с двусторонним эффектом памяти формы позволит делать компоненты актюаторов и приводов в ледоколах и космических кораблях высоконадежными, но простыми по конструкции, компактными по размеру, легкими в сборке и обслуживании. При этом изготовление сплава экономически доступно для лабораторий и производств. Лаборатория физики высокопрочных кристаллов СФТИ — одна из немногих в мире, которая занимается ростом и исследованием монокристаллов. Проводимые в рамках проекта исследования на монокристаллах являются уникальными — в научной литературе описываются в основном исследования на поликристаллах.
Создание монокристаллического сплава с высокой термомеханической и циклической стабильностью началось в 2023 году. Изначально коллектив проекта создал трехкомпонентные монокристаллы из кобальта, никеля и алюминия. В широком диапазоне температур изделия из такого сплава многократно могут менять размеры — как при механическом воздействии, так и без него, и полностью возвращаться к исходному положению. При этом изделия не сломаются и не потеряют данное свойство в последующих циклах. Это называется циклической стабильностью двустороннего эффекта памяти формы. Такая особенность сплава позволит продлить работу приборов, улучшить их эффективность и работоспособность, исключить аварийные ситуации.
Применять это можно, к примеру, в пожарных системах. При повышении температуры датчик срабатывает, изменив форму и нажав на нужную кнопку, после чего приводится в действие сигнализация.
— На втором этапе проекта мы проводили исследования сплава уже из четырех компонентов — с добавлением железа. Был получен эффект памяти формы в циклах «охлаждение — нагрев» без воздействия нагрузки, и величина обратимой деформации оказалась довольно большой — порядка 6-8%. Этот эффект достаточно стабильный — выдерживает 100 циклов. Легирование железом должно повышать у сплава энтропию смещения, и, как мы предполагаем, вырастает его термомеханическая и циклическая стабильность сверхэластичности. В итоге добавление железа может привести к термомеханической стабильности материала до 200 градусов, тем самым расширяя температурный интервал работы данных сплавов, — рассказывает руководитель проекта — кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ Анна Ефтифеева.
Железо делает сплав CoNiAlFe еще и высокопрочным. Так, у CoNiAlFe рабочая нагрузка может быть значительно выше — до 1000 мегапаскалей. Это в полтора раза больше, чем у сплава без железа.
В третьем, заключительном, этапе проекта физики планируют провести исследования циклической и термомеханической стабильности монокристаллического сплава CoNiAlFe. Его свойства проверят на более 100 циклах под воздействием высоких нагрузок и температур.
Также будут проведены аналогичные исследования на поликристаллах CoNiAlFe. Монокристаллы сплава из этих элементов более устойчивы к разрушению — в них нет границ зёрен, а поликристаллы по этим границам могут быстро разрушаться. Это плохо влияет на циклическую стабильность материала — изделия из него могут продемонстрировать обратную деформацию лишь несколько раз или вообще единожды. Однако поликристаллы дешевле, чем моно, а это немаловажно для производств.
— Мы хотим попробовать решить проблему с разрушением поликристаллов, подобрав нужную методику термообработки. Сохранить в них сверхпластичность, как у монокристаллов, очень сложно, но все же хочется добиться такого результата, — добавляет Анна Ефтифеева.
Проект «Разработка физических основ повышения термомеханической и циклической стабильности сверхэластичности в среднеэнтропийных сплавах CoNiAl(Fe) для применения при экстремально высоких и низких температурах» ведется по гранту Российского научного фонда. Руководитель — кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ Анна Ефтифеева. В работе также принимают участие другие сотрудники лаборатории: младший научный сотрудник Антон Тагильцев, инженеры-исследователи Элеонора Янушоните, Мария Жердева, Илья Фаткуллин и Ирина Курлевская, а также доцент кафедры физики металлов физического факультета ТГУ Сергей Аникеев.
Результаты исследования циклической стабильности сверхэластичности монокристаллов CoNiAlFe представлены здесь. На днях руководитель проекта Анна Ефтифеева представила эту научную разработку на одной из крупнейших профильных конференций — VI международной конференции «Сплавы с памятью формы» (Москва).
Telegram 
Дзен 
VK В конце 2025 года Национальные академии наук, инженерии и медицины США представили доклад, посвященный будущим пилотируемым миссиям к Марсу. В документе подробно описаны причины, по которым людям стоит отправиться на Красную планету, а также технологии, способные приблизить человечество к первой высадке.
На Красной планете ученые нашли предполагаемую «каменную летопись» древних приливов. Эту запись могла оставить не существующая сегодня сила — гравитация луны, которая когда-то красовалась в марсианском небе и управляла «ритмом» морей.
Акведуки, дороги, бани и города, которые римляне построили на оккупированных территориях, часто воспринимаются историками как символ прогресса. Но археологические раскопки, проведенные учеными из Великобритании, открыли обратную, мрачную сторону этого «развития». Оказалось, римское владычество на несколько поколений подорвало здоровье местного населения, особенно тех, кто жил в административных центрах. Исследователи увидели эту печальную картину в костях наиболее уязвимых групп населения — женщин и детей, которые первыми реагируют на ухудшение условий жизни.
Нейросеть «Яндекса» помогла очистить от мусора более 50 километров труднодоступных заповедных побережий на Камчатке, в Ленинградской области и Приморском крае. Компания реализовала проект «Чистый берег» по организации уборки морского побережья с помощью нейросетей совместно с Дальневосточным федеральным университетом и Фондом защитников природы. В разработке приняли участие студенты Школы анализа данных. В 2026 году команда планирует использовать решение уже на 10 охраняемых природных территориях страны.
Современная биология и медицина достигли невероятных успехов в расшифровке генома, но столкнулись с фундаментальной проблемой. Она связана с пониманием того, как клетка принимает «решения» о своей судьбе: почему одна становится нейроном, а другая начинает бесконтрольно делиться, превращаясь в раковую опухоль? До сих пор наука искала ответ в точечном анализе, изучая отдельные белки и химические сигналы. Такой подход не раскрывал принципа, который обеспечивает одновременную перестройку тысяч генов. Ученые Пермского Политеха создали модель ДНК и с ее помощью впервые объяснили универсальный физический принцип, стоящий за управлением клетками и развитием раковых опухолей в организме. Это предлагает новый взгляд на методы лечения онкологических заболеваний.
В конце 2025 года Национальные академии наук, инженерии и медицины США представили доклад, посвященный будущим пилотируемым миссиям к Марсу. В документе подробно описаны причины, по которым людям стоит отправиться на Красную планету, а также технологии, способные приблизить человечество к первой высадке.
С 2010-х в «Роскосмосе» говорили: будущая РОС сможет пролетать над полюсом, что даст ей возможности для новых научных экспериментов. Но вскоре после того, как в ноябре 2025 года Россия временно лишилась возможности запускать людей в космос, эта позиция изменилась. В результате запускать космонавтов с космодромов нашей страны станет довольно сложно.
Позавчера, 27 ноября 2025 года, при запуске космонавтов к МКС на стартовую площадку № 31 упала кабина обслуживания стартового комплекса. Это означает, что новые пуски оттуда до починки невозможны. К сожалению, в 2010-х годах, в рамках «оптимизации» расходов, резервную площадку (с которой летал Юрий Гагарин) упразднили. Поэтому случилось беспрецедентное: в XXI веке страна с пилотируемой космической программой осталась без средств запуска людей на орбиту. Пока ремонт не закончится, проблема сохранится. Чем это может грозить?
Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.
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