Вчені Тольяттінського державного університету (ТДУ) розробили унікальний спосіб отримання пористих матеріалів з магнію та його сплавів. Федеральна служба інтелектуальної власності видала патент на винахід.
Невелика вага і висока міцність, а також відмінні демпфуючі властивості * - головні переваги пенометалів, які при цьому зберігають всі переваги вихідного матеріалу. Вчені ТДУ - володарі 14 патентів на винаходи за тематикою пористих і композиційних матеріалів на їх основі.
Проведені ними досвідчені роботи раніше дозволили отримати пористі алюміній, мідь, нікель і навіть сталь. Чергова розробка - спосіб отримання пористих матеріалів з магнію і його сплавів. Цей метал володіє найнижчою щільністю і високими демпфуючими властивостями порівняно з іншими конструкційними металами, що робить його досить привабливим для промисловості.
- З магнієм складно працювати металургійно, у нього низька температура займання, але це дуже перспективний матеріал. Наш спосіб дозволяє отримати легкий пористий метал, щільність якого нижче щільності води. Цей пеноматеріал має високу питому міцність, краще гасить енергію удару при зіткненні, механічні коливання, наприклад, вібрацію, - пояснює Олександр Ковтунов, професор кафедри «Зварювання, обробка матеріалів тиском і родинні процеси» інституту машинобудування ТДУ.
Суть методу в тому, що розігрітий магнієвий сплав заливають у форму з гранулами з хлориду натрію. Після ствердування виливку виклацають, поміщаючи в 5-35% водний розчин оцтової кислоти. Гранули розчиняються, і магнієве виливання утворює пористу структуру.
- Наявність оцтової кислоти дозволяє отримувати чисту поверхню готового матеріалу без слідів взаємодії з хлоридом натрію з гранул, а також знижує швидкість корозії магнію в утвореному сольовому розчині і забезпечує розчинення продуктів корозії в розчиннику - говорить Олександр Ковтунов.
Перевагою технології є її простота, можливість виготовляти як прості, так і складні фасонні виливки, невисока вартість, а також досить висока продуктивність. Запропонований вченими ТДУ спосіб також дозволяє отримувати пористий магній з керованим розміром пір, причому як з однорідною, так і різнорідною пористістю.
У жовтні 2020 року автори винаходу подали заявку у Федеральну службу інтелектуальної власності і в червні 2021 року отримали патент на розробку.
Пеномагнієві матеріали можуть застосовуватися в аерокосмічній та автомобільній промисловості, де має велике значення зниження ваги конструкції зі збереженням її міцності. Як зазначив Олександр Ковтунов, новою технологією вже зацікавилися виробники авіаційних компонентів.
* Демпфування - збільшення втрат енергії в системі з метою підвищення загасання коливань в ній.