Специалисты из российского Университета МИСИС совместно с коллегами из Китая изучили, как разрушаются композиционные материалы при температурах ниже -150 °С (криогенных температурах), и поставили перед собой задачу создать новые композиционные соединения, способные сохранять свои механические характеристики в таких экстремальных условиях.
Исследование, проведенное российско-китайским коллективом ученых, привело к созданию композиционного материала, который обладает уникальными свойствами сохранения прочности и пластичности даже при сильном морозе.Этот новаторский материал может найти широкое применение в различных областях, где необходима высокая стойкость к низким температурам, включая космонавтику, криогенную промышленность и деятельность на полярных широтах.Результаты исследования были опубликованы в журнале "Nanomaterials", что подчеркивает важность данного открытия для научного сообщества и промышленности в целом.Исследователи разработали инновационный слоистый композиционный материал на основе соединения металла и металлического стекла, который обладает уникальными свойствами при критически низких температурах. Этот материал не разрушается хрупко при ударе, что отличает его от традиционных материалов. Результаты исследования были представлены доцентом кафедры физики Университета МИСИС Иваном Сафроновым.Новый материал не только обладает высокой прочностью, но и при ударе не образует множество осколков, что делает его более безопасным для использования. Ученые отмечают, что такое поведение материала обусловлено особыми переходными процессами на границе кристаллического и аморфного металлических сплавов. Появление трещины на этой границе приводит к перескокам атомов перед вершиной трещины, что вызывает сильный локальный разогрев материала.Эти открытия открывают новые перспективы для создания более прочных и безопасных материалов в различных областях промышленности, от авиации до медицины. Следующим этапом исследования может быть оптимизация процессов производства данного композиционного материала для его широкого применения в практике.Исследования показали, что нагретый металл становится более пластичным и способен изменить характер разрушения, что в свою очередь способствует замедлению распространения трещины. Это свойство позволяет сохранять прочность материала даже при низких температурах. Как отметил заведующий кафедрой физики Университета МИСИС Иван Ушаков, такие многослойные композиционные материалы могут найти применение в производстве компонентов для машин и конструкций, предназначенных для работы в условиях экстремальных температур.Эксплуатация подобных материалов может быть особенно востребована в космической промышленности, где экстремальные условия являются обычным явлением. Кроме того, в криогенной промышленности и на полярных широтах, где температуры также могут быть крайне низкими, применение таких композиционных материалов может значительно увеличить срок службы и надежность оборудования. Важно продолжать исследования в этой области, чтобы развивать новые технологии и материалы для современной индустрии.В рамках государственной программы поддержки российских университетов "Приоритет-2030" проводятся исследования, направленные на доработку технологии создания композиционных материалов. Ученые стремятся не только улучшить состав этих материалов, но и повысить их механическую прочность при криогенных температурах и устойчивость к радиации.Одним из ключевых аспектов исследований является разработка новых методов синтеза композиционных материалов, которые позволят улучшить их характеристики. Ученые также стремятся оптимизировать процессы производства этих материалов для повышения их эффективности и экономичности.В будущем планируется не только расширить спектр применения подобных композиционных материалов, но и создать новые инновационные решения на основе полученных результатов исследований. Важной целью является повышение конкурентоспособности российской науки и технологий в мировом контексте.Источник фото: РИА Новости
