Лаборатория физики высокопрочных кристаллов

Лаборатория занимается созданием монокристаллов новых высокопрочных ферромагнитных сплавов на основе железа и интерметаллидов на основе никеля и кобальта с термоупругими мартенситными превращениями, а также проведением фундаментальных исследований физики термоупругих фазовых превращений в этих монокристаллах при охлаждении/нагреве, под нагрузкой и под действием магнитного поля. В ферромагнитных сплавах наряду с обычным эффектом памяти формы и сверхэластичностью наблюдаются новые эффекты: магнитный эффект памяти формы, магнитопластичность, магнитокалорический и эластокалорический эффекты. Эти сплавы будут использоваться в авиационной, космической, атомной технике (датчики, исполнительные механизмы, элементы МЕМС, преобразователи магнитной энергии в механическую и наоборот, твердотельные холодильники).

В планах лаборатории - создание новых сплавов на основе железа с высоким сопротивлением усталостным нагрузкам, с эффектом памяти формы и сверхэластичности. В результате выполнения научных проектов по изучению фазовых переходов в сплавах на основе железа и в сплавах на основе кобальта, которые ведутся совместно с крупными мировыми университетами, будут получены рекордные значения обратимой деформации (до 15%), высокотемпературная сверхэластичность, двойной эффект памяти формы и разработаны механизмы термоупругих переходов в нанокомпозитах.

Текущие исследования

  • Разработка теории развития термоупругих мартенситных переходов в нанокомпозитах для конструирования новых сплавов с эффектом памяти формы на основе систем FeNiCoAl, легированных пятым элементом – Ta, Nb, Ti, B с эффектом памяти формы до 8% и сверхэластичностью до 14%. Эти показатели превышают известные ранее значения для сплавов на основе железа.
  • Создание новых интерметаллидов CoNiGa, CoNiAl, NiFeGa(Co) с высокотемпературной сверхэластичностью вплоть до 400º С с управляемым механическим и термическим гистерезисами. Ранее сверхэластичность при таких высоких температурах не наблюдалась.
  • Создание новых интерметаллидов TiNiHf, TiNiHfPd с высокотемпературной сверхэластичностью, работающих в температурном интервале от 30º С до 240º С при экстремально высоком уровне деформирующих напряжений до 2,4 ГПа с высокой диссипацией энергии.
  • Создание уникальной установки для изучения влияния магнитных полей на термоупругие мартенситные переходы. Напряженность поля до 1,2 Тесла, интервал температур от –196º С до 300º С, уровень напряжений в цикле до 1 ГПа.

Руководитель лаборатории

Чумляков Юрий Иванович, доктор физико-математических наук, профессор
Тел. +7 (3822) 533 209   email: chum@phys.tsu.ru

Партнёры

раздел в разработке