ATREX.RU
Пресс релизы коммерческих компаний и общественных организаций

» Архив пресс-релизов

» Авторам от редакции

» Добавить пресс-релиз

10IT технологии «

Антивирусы «

3Промышленность и производство «

3Банки «

1Культура, искусство «

37Образование, учеба «

Природа, окружающая среда «

5Наука «

1Медицина «

Фармацевтика «

1Спорт «

Реклама, PR «

Договора, соглашения «

Логистика, транспорт «

3Благотворительность «

Скидки «

1Прочие события «

2Другие статьи «

1Комментарии специалистов «

Недвижимость «

Аналитика «

Самое-самое //

Пресс-релизы //

» Добавить пресс-релиз

Способ ученых Пермского Политеха и Института механики сплошных сред УрО РАН повысит прочность и долговечность металла

Ученые Пермского Политеха и Института механики сплошных сред УрО РАН разработали способ введения армирующих частиц в жидкий алюминий, который обеспечивает рост предельной прочности материала.
В последнее время в мире растет интерес к исследованиям в области создания и изучения свойств алюминиевых композитов. Алюмокомпозиты производятся путем введения в алюминий армирующих (укрепляющих) частиц, благодаря которым повышаются механические свойства материала. Наряду с низкой плотностью сплав отличается высокой прочностью, устойчивостью к коррозии и резким температурным перепадам. Что делает алюмокомпозит незаменимым в различных отраслях промышленности, в том числе для изготовления деталей транспортных средств, таких как поршни, подшипники, головки цилиндров авиационных и автомобильных двигателей. Наиболее дешевым способом введения армирующих частиц является введение их в расплав алюминия и распространение по объему металла при помощи магнитогидродинамического перемешивания. Однако в результате этого метода большое количество вводимых частиц отторгается и выбрасывается на поверхность расплава из-за сильного поверхностного натяжения. Предложенный способ ученых Пермского Политеха и Института механики сплошных сред УрО РАН отличается тем, что армирующие частицы вводятся в жидкий алюминий в составе спрессованных таблеток и интенсивно перемешиваются бегущими и вращающимися магнитными полями. Разработка обеспечивает рост предельной прочности материала.

Статья с результатами исследования опубликована в «Инженерно-физическом журнале», № 3, 2023. Исследование проведено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Пермского края в рамках научного проекта № 19-48-590001.

Весь процесс введения частиц происходил в экспериментальной установке, которая включала в себя магнитогидродинамический перемешиватель, создававший раздельно регулируемое бегущее и вращающееся магнитное поле. Также установка содержала тигель с водоохлаждаемым дном и боковой стенкой, обогреваемой окружающим ее кольцевым нагревателем. Тигель – это огнеупорный сосуд для безопасного плавления различных материалов.

В качестве армирующего вещества ученые использовали наночастицы и микрочастицы нитрида бора (BN). При помощи прессования приготавливались таблетки диаметром 20 мм и толщиной 10-15 мм из смеси микропорошка алюминия и микро или нано порошка нитрида бора. Затем расплавленный алюминий температурой 810℃ переливался в подогретый до 600℃ тигель экспериментальной установки, где под действием бегущего и вращающегося магнитных полей генерировалось топологически сложное перемешивающее течение вливаемого алюминия. После этого в жидкий алюминий в тигле вбрасывались таблетки из алюминиевого порошка содержащие микро или нано частицы нитрида бора. Внутри алюминия таблетки растворялись, а высвободившиеся армирующие частицы разносились перемешивающим течением по всему объему жидкого алюминия. Во время перемешивания включалось охлаждение дна тигля, и происходила направленная кристаллизация слитка.

После получения слитков исследователи разделяли их на четыре части для последующего изучения. Из трех частей слитка изготовили образцы для определения удельного электрического сопротивления и механических характеристик. По четвертой части определялось распределение армирующих частиц в слитке по всему продольному сечению.

Эксперимент показал, что вводимые частицы распределились в объеме полученных слитков равномерно. Ученые сделали несколько картограмм в различных частях сечения. На них было видно, что армирующие частицы везде распределяются по объему подобно тому, как они распределяются в центральной области слитков.

– Мы исследовали механические свойства материала и его удельное электрическое сопротивление при различном процентном содержании армирующих микро и наночастиц нитрида бора. Оказалось, даже небольшое содержание микрочастиц и особенно наночастиц в алюминии ведет к возрастанию его механической прочности при сравнительно небольшом повышении электросопротивления, – поделился доктор технических наук, профессор кафедры «Прикладная физика» ПНИПУ Станислав Хрипченко.

Ученые отмечают, что предельная прочность алюминия с введенными микрочастицами нитрида бора c увеличением концентрации частиц сначала даже снизилась, но затем стала медленно расти и в итоге на предельной концентрации превысила предельную прочность исходного алюминия на 4.2%.

– Алюмокомпозиты с наночастицами и с микрочастицами несколько отличаются по физическим свойствам. При увеличении концентрации наночастиц нитрида бора (BN) в алюминии от 0 до 1.3% электросопротивление металла возросло на 4%, а предельная прочность увеличилась на 13%. В то время как увеличение концентрации микрочастиц нитрида бора (BN) в алюминии от 0 до 1.3% приводит к возрастанию электросопротивления на 6.8%, а предельной прочности – только на 4%, – объясняет профессор Станислав Хрипченко.

Ученые Пермского Политеха пришли к выводу, что армирующие микро и наночастицы нитрида бора при помощи двунаправленного магнитогидродинамического перемешивания возможно вводить в жидкий алюминий в составе таблеток, приготовленных из смеси микропорошка алюминия с микро или нано порошком армирующих веществ. Данный способ недорог, удобен и обеспечивает рост предельной прочности материала, который используется для изготовления деталей транспортных средств авиационной и автомобильной промышленности.

Контактное лицо: Ксения Старкова (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 08:19, 05.09.2023
Количество просмотров: 101
Страна: Россия

Разработка учёных ПНИПУ повысит точность прогноза электропотребления насосных станций в 3,7 раза, ПНИПУ, 06:37, 18.12.2025, Россия

Ежегодный рынок водоснабжения РФ — 490 млрд рублей. Учёные Пермского Политеха разработали систему на основе искусственного интеллекта, которая снижает погрешность прогноза энергопотребления в 3,7 раза. Это позволяет каждой станции гарантированно экономить более 160 тысяч рублей ежегодно.

Ученый ПНИПУ рассказал, как распознать и что делать при обморожении кожи, ПНИПУ, 17:53, 17.12.2025, Россия

С наступлением холодов риск обморожения становится реальной угрозой для каждого. Что делать, если почувствовали онемение и побеление кожи на щеках, пальцах рук или ног? Эксперт ПНИПУ рассказывает о первой помощи, которая поможет минимизировать ущерб для здоровья до визита к врачу.

Ученые ПНИПУ довели пользу комбучи до максимума: антиоксидантная активность нового напитка достигла 81%, ПНИПУ, 17:25, 17.12.2025, Россия

Ученые Пермского Политеха создали функциональный напиток на основе чайного гриба, усиленный фитокомпозицией из лопуха. Продукт демонстрирует рекордную антиоксидантную активность — 81%, предлагая новый эффективный способ защиты клеток от окислительного стресса.

Ученые Пермского Политеха разработали уникальную модель для предсказания «старения» углеродных имплантатов тазобедренного сустава, ПНИПУ, 17:24, 17.12.2025, Россия

Количество операций по эндопротезированию растёт. Но существующие методы расчёта не позволяют предсказать, как микротрещины в протезах влияют на их прочность. Учёные Пермского Политеха создали первую в мире компьютерную модель, которая предсказывает, как микротрещины в протезе влияют на его прочность и долговечность.

Новое изобретение ученых Алтайского ГАУ поможет предотвратить массовую гибель рыбы в пресноводных озерах зимой, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 17:20, 17.12.2025, Россия	19
Ученые Алтайского государственного аграрного университета запатентовали технологию, предотвращающую массовую гибель рыбы в пресноводных озерах зимой из-за нехватки кислорода подо льдом.

Ученый АГАУ представила результаты реализации гранта Губернатора Алтайского края на Совете по развитию биотехнологий, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 21:03, 13.12.2025, Россия

254

В Правительстве региона состоялось заседание научно-экспертного совета по развитию биотехнологий Совета по развитию биотехнологий при Губернаторе Алтайского края, на котором подвели итоги реализации проектов, получивших грантовую поддержку Губернатора Алтайского края в 2024 году, и завершившие работу в IV квартале 2025 года.

Ученые Пермского Политеха рассказали, как выбрать подходящий чай и не навредить здоровью, ПНИПУ, 21:02, 13.12.2025, Россия

253

15 декабря ежегодно отмечается День чая. Ученые Пермского Политеха рассказали, как производят разные виды этого напитка, какие из них нельзя употреблять натощак, почему белый чай не бодрит, а расслабляет, как получают разные вариации улуна, можно ли добавлять молоко в черный чай и многое другое.

Пермские ученые испытали добавку для ума и силы в пожилом возрасте, ПНИПУ, 21:02, 13.12.2025, Россия

252

Ученые Пермской фармакадемии и Пермского Политеха исследовали новую биодобавку «Дахар» на основе концентрата листьев персика с ДМАЭ — веществом, укрепляющим нейронные связи. Результаты показали, что ее прием значительно улучшает память, концентрацию и повышает физическую выносливость.

Ученые Пермского Политеха рассказали, как выбрать качественную и безопасную ледянку и тюбинг, ПНИПУ, 20:57, 13.12.2025, Россия

Чтобы зимний отдых стал по-настоящему веселым, важно выбрать хорошую ледянку. Эксперты ПНИПУ рассказали, из каких материалов должны состоять изделия, какие из них наиболее безопасны в использовании, можно ли хранить их на морозе и как долго они прослужат при правильной эксплуатации.

Ученые Пермского Политеха разработали инженерный инструмент, который ускорит производство оптического волокна в 2 раза, ПНИПУ, 20:30, 13.12.2025, Россия

Современный интернет, связь и медицина зависят от качества оптоволоконных кабелей. Но их производство — сложный процесс, где любая ошибка ведет к порче всей заготовки. Ученые Пермского Политеха создали инженерный инструмент, который позволит в два раза ускорить обработку заготовок и снизить брак на 75%.