Новый способ обработки алюминиевых сплавов увеличивает их прочность без необходимости использования дорогих легирующих компонентов.
Исследователи Университета МИСИС выявили наиболее эффективный метод обработки алюминиевых сплавов, который увеличивает прочность материала втрое, сохраняя при этом оптимальное соотношение твердости и пластичности. Новый подход позволит производителям отказаться от дорогостоящих легирующих добавок при создании легких и прочных деталей для микроэлектромеханики, способных выдерживать многократные рабочие циклы.
По информации, алюминиевые сплавы серии 5xxx представляют собой универсальное решение. Они отличаются высокой прочностью, стойкостью к коррозии и небольшим весом. Эти материалы активно применяются для производства топливных баков, авиационных корпусов, кузовных деталей автомобилей, судовых конструкций и палубного оборудования. В электронике из них изготавливают датчики и провода. Строительная отрасль использует их для изготовления оконных профилей, фасадных решений и стеклянных конструкций. Тем не менее, дальнейшее улучшение свойств этих материалов ограничено традиционными методами, которые требуют больших энергетических затрат и добавления дорогих легирующих компонентов.
«Для предприятий микроэлектронной отрасли нет необходимости разрабатывать новые сплавы или менять производственные линии: предложенный метод проще и дешевле, чем традиционные способы упрочнения. Это также позволит увеличить срок службы изделий, что в будущем снизит затраты на техническое обслуживание и замену конструкций», — отмечает Евгения Наумова, доцент кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСИС.
Метод кручения под высоким давлением считается одним из лучших способов упрочнения металлических материалов без изменения их химического состава. Процесс включает помещение образца между двумя прочными наковальнями, где он подвергается интенсивному скручивающему воздействию при давлениях в десятки тысяч атмосфер. Благодаря таким экстремальным условиям обработки, структура металла формируется с нанокристаллическим строением, что и обеспечивает уникальные механические характеристики с высокой прочностью и хорошей пластичностью.
Ученые полагают, что модернизация алюминиевых сплавов особенно актуальна для микроэлектромеханики, где требуются легкие и надежные компоненты — сенсоры, двигатели и устройства, способные стабильно работать при множестве нагрузочных циклов и повышенных температурах.
Фото: hi-tech.mail.ru