Нижегородские физики разработали высокопрочные термостойкие провода для авиации
Алюминиевые сплавы, разработанные учёными из научно-исследовательского физико-технического института (НИФТИ) Университета Лобачевского, позволят заменить устаревшие медные провода, имеющие большую массу, и алюминиевые провода с низкой электропроводностью, используемые сегодня в авиации.
Для создания малогабаритных авиационных биметаллических проводов нижегородские учёные разработали ультрамелкозернистые алюминиевые сплавы. Высокая прочность и термостойкость обеспечена за счёт введения добавок циркония, скандия или гафния.
«С помощью технологии индукционного литья мы получили алюминиевые сплавы высочайшего качества, при этом удалось значительно снизить содержание редкоземельных металлов — с 7% в промышленных сплавах до 0,25—0,3% в наших материалах. Особенно старались минимизировать содержание скандия — одного из самых дорогостоящих металлов в мире», — сообщил один из авторов исследования, заведующий лабораторией диагностики материалов НИФТИ Алексей Нохрин.
Для придания необходимых полезных свойств сплавам, в частности — для удаления неоднородностей микроструктуры, они после литья подвергались равноканальному угловому прессованию (РКУП) при 250°C и отжигу. Затем из каждого полученного сплава изготовили биметаллический провод — жилу диаметром 0,2—0,3 мм с тонким медным покрытием.
«Сейчас мировые авиагиганты Boeing и Airbas в своих самолётах используют алюминиевые провода с нанесёнными многослойными покрытиями. Например, фирма FSPone (Франция) разработала алюминиевый провод диаметром 0,13—0,16 мм, который имеет серебряное или никелевое покрытие, а также медный буферный подслой. Таким образом, наша технология позволит создавать провода, не уступающие мировым аналогам», — рассказала инженер лаборатории диагностики материалов НИФТИ Яна Шадрина.
Специалисты НИФТИ ННГУ подробно изучили процессы деградации материалов биметаллических проводов: определены предельно допустимые температуры и период эксплуатации, в течение которых диффузия меди в провод из алюминиевого сплава не приводит к ухудшению его характеристик. Это позволило разработать рекомендации по режимам применения этих проводов в авиации.
Результаты работы опубликованы в журнале Materials. Полный текст публикации свободно доступен онлайн.