Учёные Тольяттинского государственного университета (ТГУ) разработали уникальный способ получения пористых материалов из магния и его сплавов. Федеральная служба по интеллектуальной собственности выдала патент на изобретение.
Небольшой вес и высокая прочность, а также отличные демпфирующие свойства* – главные преимущества пенометаллов, которые при этом сохраняют все достоинства исходного материала. Учёные ТГУ – обладатели 14 патентов на изобретения по тематике пористых и композиционных материалов на их основе. Проведённые ими опытные работы ранее позволили получить пористые алюминий, медь, никель и даже сталь. Очередная разработка – способ получения пористых материалов из магния и его сплавов. Этот металл обладает самой низкой плотностью и высокими демпфирующими свойствами по сравнению с другими конструкционными металлами, что делает его весьма привлекательным для промышленности.
– С магнием сложно работать металлургически, у него низкая температура воспламенения, но это очень перспективный материал. Наш способ позволяет получить лёгкий пористый металл, плотность которого ниже плотности воды. Этот пеноматериал обладает высокой удельной прочностью, лучше гасит энергию удара при столкновении, механические колебания, например, вибрацию, – поясняет Александр Ковтунов, профессор кафедры «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы» института машиностроения ТГУ.
Суть метода в том, что разогретый магниевый сплав заливают в форму с гранулами из хлорида натрия. После затвердевания отливку выщелачивают, помещая в 5-35% водный раствор уксусной кислоты. Гранулы растворяются, и магниевая отливка образует пористую структуру.
– Наличие уксусной кислоты позволяет получать чистую поверхность готового материала без следов взаимодействия с хлоридом натрия из гранул, а также снижает скорость коррозии магния в образующемся солевом растворе и обеспечивает растворение продуктов коррозии в растворителе – говорит Александр Ковтунов.
Преимуществом технологии являются её простота, возможность изготовлять как простые, так и сложные фасонные отливки, невысокая стоимость, а также достаточно высокая производительность. Предложенный учёными ТГУ способ также позволяет получать пористый магний с управляемым размером пор, причём как с однородной, так и разнородной пористостью.
В октябре 2020 года авторы изобретения подали заявку в Федеральную службу по интеллектуальной собственности и в июне 2021 года получили патент на разработку.
Пеномагниевые материалы могут применяться в аэрокосмической и автомобильной промышленности, где имеет большое значение снижение веса конструкции с сохранением её прочности. Как отметил Александр Ковтунов, новой технологией уже заинтересовались производители авиационных компонентов.
*Демпфирование — увеличение потерь энергии в системе с целью повышения затухания колебаний в ней.
