ru en

Новые наноструктурированные металлические проводники для проводов и кабелей, обладающие повышенной проводимостью и улучшенными прочностными характеристиками

Применение чистых металлов, имеющих высокую электропроводность невозможно из-за их низкой прочности. Повышение прочности металла за счёт его легирования обычными методами получения сплавов приводит к неизбежной потере электропроводности, обусловленной рассеянием электронов на примесных атомах, выделениях новых фаз и других дефектах, возникающих в процессе изготовления сплава. Один из возможных подходов к созданию материалов с сочетанием высокой прочности и высокой проводимости состоит в создании особого микроструктурного дизайна методами интенсивной пластической деформации (такими как интенсивная пластическая деформация кручением и равноканальное угловое прессование) металлических сплавов на основе алюминия и меди в сочетании с их последующей термической обработкой. Интенсивная пластическая деформация ведёт к формированию ультрамелкозернистой структуры сплава, в процессе насыщая его границами зёрен в особом состоянии, отличающемся от состояния границ зерен в крупнозернистых материалах. Последующей термической обработкой можно добиться оптимального фазового состава внутризёренного материала и композитной структуры границ зёрен за счёт выделения на них кластеров примесных атомов. Сформированная таким путём гетерогенная структура обладает повышенными прочностными свойствами за счёт измельчения зерна и наличия выделений новых фаз как внутри зерна, так и по межзёренным границам, и повышенной электропроводностью за счёт снижения концентрации примесных атомов в твёрдом растворе внутризёренной фазы.

В области разработки принципиально новых наноструктурированных металлических проводников имеет место тесная кооперация коллектива центра с группами исследователей из Института физики перспективных материалов Уфимского государственного авиационного технического университета и Санкт-Петербургского Государственного Университета под руководством проф. Р.З. Валиева, ведущего учёного в России и мире в области физического металловедения и объёмных наноструктурированных материалов. Также с 2019 года совместно с University of Rouen Normandie (Prof. W. Lefebvre) ведутся совместные исследования тонкой структуры границ зерен с помощью передовых методов микроскопии. Проводимые исследования направлены на выявление ключевых микроструктурных параметров, контролирующих прочностные свойства и электропроводность алюминиевых сплавов в ультрамелкозернистом состоянии, а также связанных с ним особенностей механизмов упрочнения и механизмов рассеяния электронов в ультрамелкозернистых структурах, что является важной и актуальной задачей физического материаловедения.

Информация © 2015-2020 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Департамент информационных технологий