Два сплави ніобію та титану зберігають стійкість до тріщин при −253°C: відкриття для енергетики та авіації

Відкриття в області матеріалознавства

Як повідомляє НВ — Техно: Міжнародна команда дослідників, очолювана фахівцями Каліфорнійського університету в Берклі, Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі та Оксфордського університету, виявила, що два експериментальні сплави на основі ніобію та титану зберігають стійкість до тріщин при екстремально низьких температурах, зокрема −253°C. Це відкриття може мати значний вплив на створення міцних матеріалів, які можуть використовуватись в енергетиці, транспорті та авіакосмічній галузі.

Процес дослідження сплавів

Дослідження сплавів проводилися при температурі 20 кельвінів, що відповідає приблизно −253°C. Важливим аспектом дослідження стало те, що сплави не демонстрували переходу до крихкого стану при цій температурі. Для проведення випробувань зразки охолоджували газоподібним гелієм та тестували на обладнанні в дослідницькому центрі ISIS у Великій Британії. Дослідники опромінювали зразки нейтронами та проводили розтягувальні тести, вимірюючи навантаження і ступінь деформації до руйнування.

Застосування електронної мікроскопії дозволило виявити утворення нових дефектів між сусідніми кристалами, зокрема нанорозмірних двійників. Поява нових дислокацій на межах між сусідніми кристалами, як з'ясували дослідники, сприяє деформації металу в умовах холоду.

“Результати змінюють уявлення про причини крихкості металів. Важливу роль відіграє не лише здатність наявних дефектів переміщатися, а й можливість утворювати нові на межах кристалів”, – зазначив один з авторів дослідження, Девід Кук.

Результати цього дослідження були опубліковані 14 жовтня 2026 року в журналі Nature. Відкриття має потенціал для розвитку нових матеріалів, які можуть використовуватися в сферах, що вимагають високої стійкості до деформацій при наднизьких температурах.

Ці результати можуть суттєво вплинути на різні галузі, де експлуатація матеріалів за умов екстремальних температур є критично важливою, таких як:

• космічна промисловість, де матеріали піддаються сильному охолодженню;
• енергетика;
• транспорт.

Застосування нових сплавів може привести до підвищення надійності та безпеки технологій, які використовують ці матеріали. Це відкриття також може стимулювати подальші дослідження в області матеріалознавства, особливо в контексті розробки нових сплавів з поліпшеними характеристиками для різних застосувань.

Цікаво, що не лише нові сплави на основі ніобію та титану вражають своїми характеристиками. Нещодавно дослідники з Китаю та Німеччини представили 14 залізних сплавів, виготовлених з металобрухту, які виявилися міцнішими та економічнішими. Це відкриття підкреслює важливість інновацій у матеріалознавстві та їхній потенціал у різних промислових галузях.