Учёные РФ и Японии улучшат материалы, используемые для небоскрёбов
9 Декабря 2019

Сотрудники лаборатории физики высокопрочных кристаллов ТГУ совместно с японскими коллегами изучают эффект памяти формы в сталях. Эти работы имеют прикладное значение, поскольку стали используются как демпферы для небоскребов. Результаты исследований позволят улучшить структуру стали с памятью формы и раскрыть новые возможности применения этого материала в разных областях – от строительства небоскребов до производства деталей с высокими демпфирующими свойствами для авто и авиатранспорта.

Заведующий лабораторией физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ Юрий Чумляков вернулся из рабочей поездки в Японию, США и на Тайвань. С научными коллективами этих стран лаборатория ведет совместные исследования, результаты которых позволяют улучшать структуру материалов с памятью формы и создавать новые сплавы.

Цель визита в Японию заключалась в обсуждении очередного совместного проекта с японскими коллегами из Национального института материаловедения. Сотрудничество с ними началось еще в 1998 году.

– Мы обсудили вопросы дальнейших международных проектов по исследованию эффекта памяти формы в сталях, – рассказал Юрий Чумляков. – Эти работы имеют прикладное значение, поскольку стали используются как демпферы для небоскребов, что способствует уменьшению амплитуды колебаний от ветра и землетрясений. Удивительные демпфирующие свойства стали требуют изучения – для понимания фундаментальных механизмов развития мартенситных переходов при циклических нагрузках.

DSC_2461.JPG

Сейчас учёные ТГУ работают с составом FeMnCrNiSi, при котором наблюдается обратимое изменение размеров – эффект памяти формы. В ходе испытаний физики проводят механические испытания до разрыва образцов при различных температурах, это необходимо для определения пределов текучести и пластичности материала и величины эффекта памяти формы. Исследователи работают со сплавами в виде монокристаллов, олигокристаллов и изучают взаимосвязь их ориентации и функциональных свойств. В дальнейшем эти исследования позволят перейти к реальным поликристаллическим материалам.

Полученные результаты помогут оптимизировать структуру стали с демпфирующими свойствами. Этот материал является перспективным не только для изготовления демпфирующих систем, но и для решения множества других технических и экологических задач, например, решения проблемы шумового загрязнения в мегаполисах (снижения техногенных шумов и вибраций). Наряду с этим детали из демпфирующей стали за счет повышенного сопротивления усталостным нагрузкам могут повысить безопасность авто и авиатранспорта.

В ходе рабочей поездки Юрий Чумляков посетил Национальный университет образования (National Changhua University of Education, Чанхуа, Тайвань). С тайваньскими учеными обсуждался вопрос проведения совместных работ по новым высокопрочным неэквиатомным высокоэнтропийным сплавам, испытывающим мартенситные превращения. 

Заведующий лабораторией физики высокопрочных кристаллов также посетил США, в частности, Техасский университет A&M (Texas A&M University (TAMU), с которым физики ТГУ сотрудничают в течение 20 лет. Последние совместные исследования проводятся на самых современных высокоэнтропийных сплавах с памятью формы. Ежегодно по результатам этих исследований учёные публикуют несколько статей в высокорейтинговых журналах.

– Рабочая поездка стала возможна благодаря гранту Научного фонда ТГУ им. Д.И. Менделеева, – отметил Юрий Чумляков. – Именно такие гранты способствуют развитию международного сотрудничества в области фундаментальных и прикладных исследований, дают возможность написания публикаций в высокорейтинговых журналах в большом количестве. Поддержка со стороны Научного фонда ТГУ позволяет развивать коллаборацию с зарубежными коллегами и получать новые результаты, благодаря которым мы удерживаем лидерские позиции в такой области исследований, как материалы с памятью формы.