Chế tạo hợp kim nhôm mới chịu được mức nhiệt 400 độ C

Các nhà khoa học Nga chế tạo hợp kim nhôm mới có chi phí sản xuất thấp với những ưu điểm như dẫn điện, bền và chịu nhiệt tốt.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NUST MISIS) cùng một số nhà khoa học Nga khác tạo ra hợp kim nhôm chi phí thấp với khả năng chịu mức nhiệt cao hơn 100 - 150 độ C so với các vật liệu tương tự, Sputnik News hôm 1/11 đưa tin. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Journal of Alloys and Compounds.

Torgom Akopyan, nhà nghiên cứu tại Khoa Chế tạo Kim loại thuộc NUST MISIS. (Ảnh: Sergey Gnusko/NUST MISIS)

Nhôm và đa số hợp kim nhôm có khả năng chống mòn cao trong hầu hết các môi trường gồm khí quyển, nước biển, nước ngọt, nhiều loại dung dịch hóa học và thực phẩm. Cộng thêm trọng lượng riêng thấp và khả năng dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, nhôm được sử dụng phổ biến trong máy bay, ôtô, thiết bị điện tử và công nghiệp.

Dây hợp kim nhôm có thể là một sự thay thế hiệu quả cho dây dẫn làm từ đồng nặng và đắt tiền đang được sử dụng hiện nay. Việc sử dụng hợp kim nhôm trong máy bay, phương tiện đường sắt tốc độ cao và các thiết bị khác sẽ giúp giảm trọng lượng cũng như kích thước, nhờ đó tiết kiệm đáng kể nhiên liệu và giảm chất thải độc hại ra môi trường. Tuy nhiên, phương pháp để sản xuất các hợp kim như vậy hiện rất đắt đỏ và tốn sức lao động.

Nhóm nghiên cứu tại NUST MISIS đưa ra cấu trúc của một hợp kim nhôm mới cũng như công nghệ để sản xuất dây dẫn từ vật liệu này. Họ cho biết, hợp kim này khác biệt vì có chi phí tương đối thấp, dễ sản xuất và có một số đặc tính vật lý độc đáo.

"Vật liệu của chúng tôi có cấu trúc ổn định nhiệt và chịu được mức nhiệt tới 400 độ C. Mọi hợp kim nhôm đã biết đều sẽ mềm ra đáng kể ở mức nhiệt 250 - 300 độ C. Hợp kim của chúng tôi gồm đồng (Cu), mangan (Mn) và zirconium (Zr), mang đến sự kết hợp độc đáo giữa tính dẫn điện, độ bền và khả năng chịu nhiệt", Torgom Akopyan, nhà nghiên cứu tại Khoa Chế tạo Kim loại thuộc NUST MISIS, cho biết.

Một trong những đặc điểm then chốt của hợp kim mới là khoảng 10% thể tích bao gồm các hạt nano đặc biệt chứa zirconium và mangan, phân bố rải rác trong cấu trúc nhôm. Hợp kim được sản xuất bằng thiết bị kết tinh điện từ sử dụng công nghệ ElmaCast được phát triển tại Trung tâm Nghiên cứu và Sản xuất Từ thủy động lực học (Krasnoyarsk). Trong tương lai, các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục tối ưu hóa thành phần hóa học và quá trình xử lý vật liệu mới.