#металл

Физики Санкт-Петербургского государственного университета и Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе провели исследование температурной эволюции наноструктурированного сплава галлия и серебра. Сплав показал перспективность для применения в гибких устройствах микроэлектроники.

Крупногабаритные и толстостенные конструкции, например, бронетранспортеры, вагоны, станки и цистерны нуждаются в быстрой и качественной утилизации. Для этого их необходимо разрезать. Но существующие устройства для резки расходуют много металла, разбрызгивая его при работе, и не способны обрабатывать металлические изделия большой толщины и габаритов. Таким устройствам неподвластны неметаллические сверхтугоплавкие изделия (керамика, бетон и другие) и многослойные конструкции — строительные панели, перегородки. Кроме того, они обладают сравнительно низкой производительностью. Ученые ПНИПУ изобрели устройство для утилизации техники с повышенными возможностями, которое в случае полномасштабной реализации позволяет разрезать крупногабаритные и толстостенные конструкции из любых материалов, например, танки, бетонные и кирпичные преграды и сооружения, фрагменты подводных лодок.

Развитие современной промышленности предъявляет все большие требования к уровню свойств материалов. Для изготовления изделий различного назначения, таких как силовые кронштейны, завихрители воздуха в автомобилях, все чаще применяют сплавы из высоколегированных сталей и специальных конструкционных сплавов. Применение слоистых материалов может повысить их эксплуатационные характеристики, однако, их получение обычно сложное и дорогое. 3D-наплавка – наиболее доступный и менее затратный способ получения слоистых металлических конструкций. Ученые Пермского Политеха предложили технологию изготовления изделий, когда кроме 3D-наплавки одновременно создается химический состав материала и его структуры. Исследование позволит формировать конечные свойства изделия, которые до этого были недостижимы.

В НИЦ «Курчатовский институт» провели исследование железного основания навершия меча, обнаруженного в ходе археологической экспедиции Института археологии РАН в 2019 году на территории исторических сел в Суздальском Ополье.

Ученые Пермского Политеха разработали модель системы промывки глубоких отверстий для копировально-прошивной электроэрозионной обработки материалов. Разработка учитывает влияние угла наклона сопел относительно глубины на производительность обработки и величину давления жидкости.

В мире растет интерес к исследованиям в области создания и изучения свойств алюминиевых композитов. Алюмокомпозиты производятся путем введения в алюминий армирующих (укрепляющих) частиц, благодаря которым повышаются механические свойства материала. Наряду с низкой плотностью сплав отличается высокой прочностью, устойчивостью к коррозии и резким температурным перепадам. Что делает алюмокомпозит незаменимым в различных отраслях промышленности, в том числе для изготовления деталей транспортных средств, таких как поршни, подшипники, головки цилиндров авиационных и автомобильных двигателей. Наиболее дешевый способ введения армирующих частиц — добавление их в расплав алюминия и распространение по объему металла при помощи магнитогидродинамического перемешивания. Однако в результате этого метода большое количество вводимых частиц отторгается и выбрасывается на поверхность расплава из-за сильного поверхностного натяжения. Предложенный способ ученых Пермского Политеха и Института механики сплошных сред УрО РАН отличается тем, что армирующие частицы вводятся в жидкий алюминий в составе спрессованных таблеток и интенсивно перемешиваются бегущими и вращающимися магнитными полями. Разработка обеспечивает рост предельной прочности материала.

Исследователи из Сколтеха, Института кристаллографии РАН и Центра высоких давлений HPSTAR в Пекине (Китай) продолжают работу над проектом по изучению сверхпроводимости гидридов — соединений металлов с водородом, образующихся при высоком давлении. Такие соединения, как ожидают ученые, смогут работать при более высоких температурах, чем купратные сверхпроводники.

Ученые МФТИ создали компактную направленную антенную решетку с высоким коэффициентом усиления и широкой областью применения в сфере технологий 5G. Антенна показала усиление более чем на 11,3 дБ в диапазоне частот от 2,5 до 4,5 ГГц. В первую очередь миниатюрные антенные решетки могут использоваться в беспроводной связи, где стоит задача управления лучом с высоким коэффициентом усиления и при этом выделяемое место под излучатель крайне ограничено.

Технология трехмерной печати металлических изделий все шире используется во многих областях промышленности, в частности, в аэрокосмической, машиностроительной и оборонной. Одна из перспективных аддитивных технологий — 3D-печать с использованием оплавления проволочного материала электронным лучом. Электронно-лучевая плавка позволяет изготовить заготовку детали практически любой сложности по существующей 3D-модели за несколько часов. С растущей популярностью аддитивных технологий появляются все больше новых методик и разработок модернизации существующего оборудования. Ученые Пермского Политеха разработали технологию, которая усовершенствует металлическую 3D-печать.

В лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН получен патент на металлорганическую каркасную структуру (МОКС) бензолтрикарбоксилата лантана (III) La-BTC и способ ее получения. МОКС представляет собой микропористый адсорбент с прецизионной пористой структурой и узким распределением пор по размерам. Оптимизация технологических процессов и понижение температуры синтеза позволили сократить энергозатраты при его производстве. Размер пор оптимален для адсорбции углекислого газа, поэтому МОКС на основе лантана может быть использован для очистки технических газов.

Суперконденсатор — устройство, которое за несколько секунд может накопить и отдать заряд энергии. Он состоит из металлических электродов, погруженных в электролит. В своей модели ученые МИЭМ НИУ ВШЭ заменили типичный низкомолекулярный электролит на полиэлектролит и обнаружили негативный физический эффект: суперконденсаторы теряют емкость при размере поры электрода менее одного нанометра. Подобрав грамотные условия для полиэлектролитов, можно создавать более мощные и эффективные устройства.

Исследователи из Уральского федерального университета совместно с коллегами из Турции и Франции определили условия эффективного извлечения золота и серебра из насыщенных медью растворов, которые образуются при цианидном выщелачивании золотосодержащей руды. Результаты исследований будут полезны для развития технологии переработки руд такого состава в России и за рубежом.

Ученые из России и Испании впервые использовали эффект нековалентного хелатирования для синтеза новых соединений одновалентной меди. Это позволило обнаружить новый способ стабилизации металла и уменьшить влияние кислорода на медь. В будущем этот эффект можно применить для синтеза металлорганических систем и использовать в промышленности.

Ученые МФТИ и ОИВТ РАН создали модель кинетики образования металлического водорода во флюидном состоянии.

«Металл будущего» — иногда так называют титан, завоевавший передовые позиции в высокотехнологичных отраслях. Благодаря своей прочности и высокой коррозионной стойкости, он получил применение в производстве военной техники, медицине, авиа- и ракетостроении. Сегодня все эти отрасли заинтересованы в усовершенствовании технологий обработки титановых сплавов, чтобы расширить возможности использования материала. Ученые Пермского Политеха с коллегами из лаборатории многофункциональных материалов (Уфимский университет науки и технологий) нашли способ повысить прочностные характеристики деталей из титана, полученных с помощью технологии проволочной наплавки.

Несмотря на широкое использование титановых сплавов в производстве важных деталей и узлов ракетной техники, которые в рабочих условиях испытывают значительные силовые нагрузки при повышенных температурах, их механическая обработка по-прежнему остается серьезной промышленной проблемой. Сегодня при обработке крупногабаритных деталей на предприятии используются металлорежущее оборудование, не имеющее системы охлаждения, что в некоторых случаях может быть опасным, так как образованная пыль в процессе стружкообразования может привести к интенсивному горению. Ученые Пермского Политеха с коллегами из Ижевска определили оптимальные режимы резания титана, что обеспечит качество деталей, а также позволит избежать возгораний на предприятии.

Ученые из Сколтеха и МИФИ предложили эффективный метод лазерной полировки изготовленных на 3D-принтере металлических деталей сложной формы, таких как протезы суставов. Технология позволяет одновременно устранить шероховатость поверхности и нежелательные поры, возникающие в процессе изготовления в более глубоком слое металла. Другие доступные на сегодняшний день методы обработки поверхности на это неспособны.

Сотрудники лабораторий Южно-Уральского государственного университета и университета Монаша (Австралия) провели исследование, направленное на поиск новых веществ, способных бороться с активностью паразитов, вызывающих лейшманиоз. Им удалось синтезировать металлоорганические соединения — карбоксилаты тетраарилсурьмы и проверить их антилейшманиозную активность и цитотоксичность.

При строительстве домов и ремонте автомобилей часто используют сварку. Но она разрушает защитное покрытие металла, поэтому несущие конструкции зданий и машин могут ржаветь. Для борьбы с коррозией используют различные методы защиты, но не все из них эффективны и экономически выгодны. Некоторые из них можно применять только в производственных условиях. Ученые Пермского Политеха разработали прототип мобильного устройства, с помощью которого можно наносить защитные цинковые покрытия на месте монтажа зданий и ремонта автомобилей.

Геометрически сложные детали создают с помощью литья по восковым моделям. Но при использовании этого способа не всегда удается обеспечить высокое качество отливки: зачастую на поверхности изделий образуются дефекты. Химики из Пермского Политеха предложили применять технологию, которая позволит избежать возникновения неровностей на деталях. У разработки нет аналогов в мире.