Уникальные сплавы на основе ниобия и титана демонстрируют устойчивость к растрескиванию при −253°C: перспективы для авиации и энергетики

Прорыв в науке о материалах

Как сообщает НВ — Техно: Группа международных ученых из Калифорнийского университета в Беркли, Национальной лаборатории имени Лоуренса и Оксфордского университета обнаружила, что два экспериментальных сплава с основой из ниобия и титана сохраняют прочность и не образуют трещин при экстремально низких температурах, вплоть до −253°C. Это открытие открывает новые возможности для создания надежных материалов, которые могут применяться в энергетической отрасли, транспорте и аэрокосмической сфере. Для российской промышленности и науки это важный шаг к улучшению материалов для работы в суровых климатических условиях и экстремальных температурах.

Методика исследования и ключевые наблюдения

Испытания проводились при температуре 20 К (около −253°C). Сплавы не проявили типичное для металлов холодное хрупкое разрушение. Образцы охлаждали с помощью газообразного гелия и проверяли на прочность в исследовательском центре ISIS в Великобритании. В процессе экспериментов ученые подвергали сплавы нейтронному облучению и проводили растягивающие тесты, фиксируя нагрузку и степень деформации до момента разрушения.

Применение электронной микроскопии позволило выявить формирование новых дефектов на границах кристаллов - в частности, наномасштабных двойников. Образование новых дислокаций между соседними кристаллами, как показали результаты, способствует пластической деформации сплавов при низких температурах. Как отметил один из авторов исследования, Дэвид Кук:

“Наши данные меняют представление о причинах хрупкости металлов. Ключевую роль играет не только движение существующих дефектов, но и формирование новых на границах кристаллов”.

Исследование было опубликовано 14 октября 2026 года в журнале Nature. Полученные результаты открывают перспективы для разработки новых материалов с повышенной стойкостью к деформациям при сверхнизких температурах.

Данные сплавы особенно актуальны для тех отраслей, где эксплуатация происходит в экстремальных условиях, таких как:

• космическая индустрия, где материалы испытывают сильное охлаждение;
• энергетика;
• транспорт.

Внедрение этих новых сплавов может существенно повысить надежность и безопасность оборудования, работающего при низких температурах. Для российских научных и промышленных кругов это открытие может стать стимулом к развитию собственных технологий и материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

В то время как исследование о сплавах на основе ниобия и титана открывает новые горизонты для авиационной и энергетической отраслей, стоит обратить внимание и на достижения ученых в других странах. Например, совместная работа китайских и немецких специалистов привела к созданию 14 новых железных сплавов из металлолома, которые обладают улучшенными характеристиками и сниженными затратами. Эти разработки также могут сыграть важную роль в улучшении материалов для различных отраслей, что подчеркивает глобальный тренд на инновации в области материаловедения. Узнать больше о новых сплавах можно здесь.