Дёшево и сердито. В Японии создали суперпрочный материал из компонентов, которые ранее считались несовместимыми

Учёные из японского университета Нагоя нашли способ изменить привычные представления о свойствах алюминия, превратив его уязвимость в преимущество. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, команда представила уникальные жаропрочные сплавы, способные выдерживать температуры до 300 градусов Цельсия — серьёзный прорыв для автопрома и аэрокосмической отрасли, где важны лёгкость и прочность одновременно.

Ключ к достижению оказался в 3D-печати и использовании железа — элемента, который ранее считался вредным для алюминия. При обычных методах производства он делает сплав хрупким и уязвимым к коррозии. Однако технология лазерной плавки порошков позволяет настолько быстро охлаждать металл, что нежелательные структуры просто не успевают образоваться. Вместо этого появляются новые микроскопические образования, улучшающие прочность и устойчивость к нагреву.

Основной состав сплава включает алюминий, железо, марганец и титан. Именно такое сочетание дало наилучшие результаты, обеспечив не только высокую прочность при комнатной температуре, но и сохранение гибкости и устойчивости к нагрузкам при экстремальном нагреве. Подтверждением стали данные электронной микроскопии.

Метод оказался не только эффективным, но и практичным. Используемые элементы — недорогие и доступные, а сами сплавы проще в печати по сравнению с традиционными высокопрочными алюминиевыми материалами, которые часто трескаются при производстве. Дополнительным преимуществом является их пригодность к переработке, что снижает нагрузку на окружающую среду.

Разработка открывает путь к созданию более лёгких и долговечных деталей для двигателей автомобилей и турбин самолётов, способных работать при повышенных температурах. Это не только продлевает срок службы техники, но и способствует снижению потребления топлива и выбросов.

Команда подчёркивает, что созданный ими подход применим не только к алюминию — он может стать основой для проектирования новых типов металлических сплавов, специально адаптированных под технологии 3D-печати. Таким образом, открытие закладывает основу для новой эры в производстве конструкционных материалов.