Цирконий удвоил стойкость алюминиевых проводов к нагреву

Провода из сплава алюминия и небольшого количества циркония могут выдерживать нагрев до 400 °С без ухудшения качества. К такому выводу пришли российские материаловеды, исследование которых опубликовал научный журнал Metals. Кратко об этом пишет пресс-служба НИТУ "МИСиС".

"Испытания проволоки показали, что после добавления циркония термостойкость увеличилась почти вдвое, причем электропроводность практически не снизилась", – пояснил один из авторов исследования, профессор НИТУ "МИСиС" Николай Белов.

Сейчас в быту и промышленности используются провода, изготовленные в основном из трех металлов – золота, меди и алюминия. У каждого из них есть свои плюсы и минусы: золото лучше всего защищено от коррозии и при этом оно очень хорошо проводит ток, однако запасы этого металла ограничены и он дорого стоит. Медь превосходит алюминий и золото по электропроводности, но она примерно в 3,5 раза тяжелее более дешевого алюминия.

Наноброня для проводов

Главный недостаток алюминия, как объясняют Белов и его коллеги, состоит в том, что этот металл плохо переносит нагрев – провода на его основе начинают разрушаться уже при температуре в 150 °С. Эту проблему можно решить, добавляя в состав сплава разные добавки. Однако часто они могут ухудшить теплопроводность или повысить стоимость материала.

Белов и его коллеги решили эту проблему, используя относительно недорогую добавку – цирконий. Как показали опыты ученых, всего 0,6% циркония в сплаве позволяют алюминиевым проводам выдерживать нагрев до 400 °С и не разрушаться при этом.

Для производства этого сплава ученые применили методику электромагнитного литья, которую разработал профессор Сибирского федерального университета Виктор Тимофеев. Благодаря этому ученые смогли удешевить производство проводов и при этом добиться оптимальной структуры проводов и распределения наночастиц циркония по их толще.

По словам ученых, увеличение термостойкости сплава позволит применять его не только для ЛЭП, которые благодаря новому сплаву прослужат дольше, но и в различных летательных аппаратах, где критически важно минимизировать массу всех деталей.