Учёные ТГУ разработали экологичный сплав, заменяющий фреоны в холодильниках
- 30 октября 2024 11:00
- Роман Бессонов
Учёные Томского государственного университета разработали инновационный сплав, который может быть использован в качестве хладагента в холодильных системах. Работа устройства, использующего данный сплав, включает две основные стадии: механическую деформацию материала и последующее восстановление его исходной формы, в результате чего происходит интенсивное охлаждение. По мнению специалистов, эти материалы способны заменить традиционные фреоны, которые наносят вред озоновому слою Земли.
Исследователи из Сибирского физико-технического института Томского государственного университета предложили использовать сплавы на основе никеля, железа и галлия, легированные кобальтом и бором, в качестве потенциальной альтернативы фреонам, широко применяемым в холодильных системах, но небезопасным для экологии. Эти сплавы могут применяться в различных системах охлаждения, таких как бытовые и промышленные холодильники, а также в тепловых насосах и микроэлектронных устройствах, включая охлаждающие элементы для микрочипов в компьютерах и мобильных устройствах. Данная информация была предоставлена пресс-службой института и опубликована в журнале Journal of Alloys and Compounds.
Елена Панченко, ведущий научный сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ и доктор физико-математических наук, в своём комментарии отметила необходимость разработки экологически безопасных материалов, способных обеспечить высокий уровень охлаждения в широком диапазоне температур и длительный срок эксплуатации. Она подчеркнула важность поиска технических решений, которые позволят отказаться от фреонов в производстве холодильных систем.
Одним из перспективных направлений исследований является создание специальных сплавов, которые могут эффективно поглощать или отдавать тепло под воздействием магнитного поля или механического деформирования. Особенно актуально изучение сплавов Гейслера, проявляющих магнито- и эластокалорические эффекты и способных восстанавливать исходное состояние после деформации, тем самым охлаждая окружающую среду. Однако, их практическое использование осложняется из-за высокой хрупкости.
В новом исследовании учёные решили данную проблему, добавив бор в границы кристаллических зёрен сплава, что позволяет ему легко деформироваться при высоких температурах, проявляя при этом высокую пластичность. Это открывает возможность для термомеханической обработки сплава и получения заготовок нужной формы и структуры. Панченко подчеркнула, что это важный шаг к практическому применению данного материала.
Исследования показали, что новый сплав может эффективно отдавать и поглощать тепло в диапазоне температур от -30 до +300 °С. Под воздействием механического напряжения заготовка сплава сначала деформируется, а после снятия нагрузки возвращается к исходным размерам и охлаждает прибор, в котором она используется. Далее учёные намерены определить, сколько циклов механического воздействия материал способен выдержать без утраты функциональных свойств.
- Телеграм
- Дзен
- Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.
Войти через социальные сети: