Ученые разработали дешевые энергоэффективные материалы
Международный коллектив ученых из Национального
исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ
«МИСиС»), Тяньцзиньского университета (Китай), а также из Японии
и США разработал новые энергоэффективные сплавы на основе железа,
которые сочетают высокие механические и магнитные свойства с
дешевизной и открывают новые возможности для промышленности.
Результаты исследования опубликованы в
журнале "Journal of Alloys and
Compounds".
Сегодня перед учеными разных стран стоит задача создания новых
материалов, которые способствовали бы снижению потерь при
передаче и трансформации электроэнергии. Это привело бы к
экономии энергоносителей и помогло снизить объемы выбросов
опасных газов при производстве (в том числе, CO2 – одного из
ключевых факторов парникового эффекта). За счет увеличения КПД
электронные устройства можно было бы уменьшить в размерах.
Для решения этой задачи участники международного коллектива
ученых занялись разработкой аморфных магнитомягких материалов в
недорогих системах сплавов – таких, как Fe-Si-B-Nb-Cu
(железо-кремний-бор-ниобий-медь).
«Для разработки новых сплавов на основе железа с высоким
комплексом магнитных и прочностных свойств мы проанализировали
большое количество составов сплавов. При этом мы старались уйти
от применения дорогих легирующих элементов, таких как ниобий и
молибден. Все сплавы, рассмотренные в работе, были получены с
использованием промышленной технологии – закалки из жидкого
состояния (спиннингование расплава, литье на вращающийся медный
диск)», — рассказал один из авторов
исследования, инженер НИТУ «МИСиС» Андрей Базлов.
По его словам, анализ большого количества сплавов
Fe82-85B13-16Si1Cu1 позволил ученым определить влияние их
химического состава и режимов термической обработки на магнитные
и механические свойства. В итоге удалось получить сплавы,
обладающие высокими магнитными свойствами, технологической
пластичностью и ультравысокой прочностью.
«Полученные нами новые аморфные сплавы на основе железа по
совокупности свойств превосходят распространенные промышленные
аналоги не только в России, но и за ее пределами. Несомненные их
плюсы – относительно низкая стоимость (из-за отсутствия дорогих
легирующих элементов) и простота промышленного
получения», — отметил Андрей Базлов.
Ученые будут продолжать разработку новых составов и режимов
обработки аморфных магнитомягких сплавов. Они также планируют
решить вопрос с промышленным внедрением своих разработок.
