Новые недорогие энергоэффективные материалы созданы при участии российских учёных

Интернациональная команда учёных из Национального исследовательского технологического университета МИСиС (НИТУ МИСиС) и Тяньцзиньского университета (Китай) вместе с коллегами из Японии и США создала новые энергоэффективные сплавы на основе железа, в которых сочетаются высокие механические и магнитные свойства и низкая стоимость, что открывает новые возможности для их широкого использования в промышленности.

Перед учёными разных стран стоит задача создания новых материалов, которые помогут снизить потери при передаче и преобразовании электроэнергии. Это приведёт к экономии электричества и поможет снизить выбросы вредных газов, сопутствующих производственным процессам (включая СО₂ – один из основных факторов парникового эффекта). За счёт повышения эффективности можно будет добиться миниатюризации электронных устройств.

С целью решения данной проблемы международная команда учёных занялась разработкой некристаллических магнитомягких сплавов в недорогом сегменте из систем типа Fe-Si-B-Nb-Cu (железо-кремний-бор-ниобий-медь).

Для создания новых сплавов, основанных на железе, с сочетанием высоких магнитных и прочностных характеристик, учёными было проанализировано большое количество сочетаний различных элементов в сплавах. Одновременно они старались избегать использования дорогих легирующих элементов, таких как ниобий или молибден. Все сплавы, исследованные в процессе работы, были изготовлены с применением промышленной технологии – закалки из жидкого состояния (технология прядения из расплава), рассказал один из авторов исследовани Андрей Базлов, инженер НИТУ МИСиС.

По его словам, анализ большого количества сплавов Fe82-85B13-16Si1Cu1 дал учёным возможность определить влияние их химического состава и режимов термообработки на их магнитные и механические характеристики. В результате им удалось получить сплавы с высокими магнитными свойствами, технологической гибкостью и чрезвычайно высокой прочностью.

По своим свойствам полученные учёными новые аморфные сплавы на основе железа превосходят обычные промышленные аналоги. Их неоспоримым преимуществом является не только относительно низкая стоимость (благодаря отсутствию в их составе дорогих легирующих элементов), но и простота их промышленного производства, отметил Базлов.

Учёные намерены продолжать разработку новых составов и режимов обработки аморфных магнитомягких сплавов. Также они планируют заняться внедрением своих разработки в промышленность.