ATREX.RU
Пресс релизы коммерческих компаний и общественных организаций
ATREX.RU
» Пресс релизы сегодняшнего дня
» Архив пресс-релизов
» Авторам от редакции
» Добавить пресс-релиз

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: 75
Страна: Россия

Участники международной конференции в Алтайском ГАУ познакомились с органическим производством в компании «Курай Агро Плюс», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 21:03, 08.06.2025, Россия
58
Участники V Международной конференции «Цифровизация сельского хозяйства и органическое производство ADOP 2025», проходившей в Алтайском государственном аграрном университете, познакомились с работой «органического» хозяйства ООО «Курай Агро Плюс» в Бийском районе Алтайского края.


Ученые Пермского Политеха создали компактный блок энергетической установки для оснащения электрической энергией труднодоступных промышленных объектов, ПНИПУ, 21:00, 08.06.2025, Россия
79
Удаленные промышленные объекты, метеорологические станции оснащают специальными энергетическими установками. В отличие от традиционных двигателей, они работают без сжигания топлива, что делает их эффективными и экологичными. Группа из преподавателей, аспирантов и студентов ПНИПУ разработала компактный и надежный высокотемпературный блок.


Каким будет «Сельское хозяйство 4.0»? Ученые из 16 стран мира в Алтайском ГАУ обсуждают актуальные вопросы цифровизации сельского хозяйства и органического производства, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 08:38, 05.06.2025, Россия
96
3-6 июня в Алтайском государственном аграрном университете проходит V международная конференция «Цифровизация сельского хозяйства и органическое производство ADOP 2025»


Удобрение ученых Пермского Политеха повысит урожайность корнеплодов на 20%, ПНИПУ, 08:30, 05.06.2025, Россия
33
Ученые ПНИПУ разработали биоорганическое удобрение на основе бактерий сенной палочки, гуминовых кислот и кобальта - оно безопасно для окружающей среды и повышает урожайность сельскохозяйственных культур на 22%.


Модель ученых Пермского Политеха поможет изучать поведение клеток при заживлении ран и развитии рака, ПНИПУ, 23:59, 01.06.2025, Россия
76
Для того, чтобы заживить рану, клетки эпителиальной ткани человека меняются и перестраиваются. Этот же механизм задействован в развитии рака, когда опухоли начинают распространяться бесконтрольно. Ученые ПНИПУ разработали математическую модель, которая позволяет подробно рассмотреть, как именно клетки эпителия ведут себя при механических нагрузках.


Ученые Алтайского ГАУ работают над интродукцией Конского каштана в регионе для озеленения территорий, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 08:27, 29.05.2025, Россия
316
Ученые-дендрологи Алтайского государственного аграрного университета считают преждевременным использовать Конский каштан для массового озеленения городских территорий в регионе, но рекомендуют его для точечной посадки в качестве декоративной древесной породы


Программа ученых Пермского Политеха поможет компаниям избежать убытков, ПНИПУ, 23:06, 27.05.2025, Россия
338
В современном мире грамотное управление финансами предприятия — залог его успеха и стабильности. Их анализ помогает выявлять проблемы, корректировать стратегию и привлекать инвесторов. Ученые Пермского Политеха разработали компьютерную программу, которая автоматизирует и ускоряет анализ финансовой эффективности предприятия.


В ТГУ создают 3D-принтер для металлических изделий, ТГУ, 23:02, 27.05.2025, Россия
463
Учёные и студенты Тольяттинского государственного университета разрабатывают технологию, которая позволит «печатать» сложные детали для авиации, машиностроения и судостроения.


Струвит против нефти: ученый Пермского Политеха нашел экологичный способ очистки побережья Черного моря, ПНИПУ, 22:44, 27.05.2025, Россия
106
Разлив нефти в Анапе стал настоящей экологической катастрофой. Доцент кафедры «Химические технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук Андрей Старостин испытал свою разработку на основе магний-аммоний-фосфата для ликвидации последствий нефтяного разлива на грунте в курортной зоне Анапы.


Студенты Пермского Политеха создали энергоэффективного робота-помощника для промышленности, ПНИПУ, 22:38, 27.05.2025, Россия
37
Для автоматизации задач на производствах используются робототехнические комплексы. Они могут работать в космосе, под водой, с токсичными веществами, их используют в медицине. Студенты ПНИПУ представили готовый прототип робототехнического комплекса, который имеет высокую точность, прост в управлении и снижает энергопотребление вплоть до 30%.


Разделы //


Новости по странам //
Сегодня у нас публикуются //
Разработано AVart.Стуdия © 2008-2025 atrex.ru
  Rambler's Top100