Ученые Сибирского физико-технического института Томского государственного университета установили, что сплав NiFeGa(Co) на основе никеля, железа и галлия, легированный кобальтом и бором, имеет обратимую деформацию и повышенную пластичность при температурах от 800 до 900°С. Это очередной важный шаг в изучении свойств сплава, который может стать альтернативой фреону.
Данный интерметаллид был создан в лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ под руководством заведующего лаборатории, профессора, доктора физико-математических наук Юрия Чумлякова. Материал входит в группу сплавов Гейслера. Ранее ученые выяснили, что в широком диапазоне температур от -30°С до +300°С сплав NiFeGa(Co) обладает эластокалорическими свойствами. То есть, под воздействием механической нагрузки специальная заготовка деформируется, а после снятия напряжения возвращает свои исходные размеры и охлаждает прибор, в котором используется.
Область применения такого сплава широка: это бытовые и промышленные холодильники, тепловые насосы, микроэлектронные устройства, например, микрочипы в компьютерах и мобильных телефонах.
«В обществе сейчас все чаще слышен запрос об экологической альтернативе фреонам, которые используются в холодильниках, — рассказывает главный научный сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ, доктор физико-математических наук Елена Панченко. — Помимо экологической безопасности, новые материалы для холодильников должны обладать высокой охлаждающей способностью в широком интервале рабочих температур и длительным сроком эксплуатации. Такими свойствами могут обладать сплавы Гейслера с памятью формы. Но практическое применение поликристаллов данных сплавов невозможно из-за их хрупкого разрушения при нагрузке. Поэтому установленный нами температурный интервал высокой пластичности у этих сплавов является важным мировым результатом».
Испытания показали, что в диапазоне от +800°С до +900°С пластичность сплава NiFeGa(Co) составляет более 80%. И при этом его легко деформировать — достаточно приложить механическую нагрузку в 50 раз меньшую, чем при комнатной температуре. То есть из данного сплава можно получить прочные и дешевые заготовки с однородной структурой, которые не растрескаются при эксплуатации.
Физики подчеркивают, что работа с поликристаллами продолжается. В планах изучить, насколько эластокалорический эффект в сплаве стабилен, увеличивая количество циклов механического воздействия от 100 до 1 000, а затем и до 100 000. Это позволит определить новые варианты использования сплава в различных инженерных конструкциях.
Источник фото: 123RF