Поделиться
Российские ученые создали керамический материал с необычными магнитными свойствами
Ученые НИТУ МИСИС стали первопроходцами в новом для российских исследователей направлении. Они разработали композиты, которые совмещают в себе характеристики металлов и керамики, и которые можно использовать для создания высокоэффективных магнитных холодильников.
Достижение ученых
Исследователи из НИТУ МИСИС разработали новый класс композитов, которые совмещают в себе характеристики металлов и керамики, отличаются высокой стойкостью к действию агрессивных сред, пишет ТАСС со ссылкой на сообщение представителей вуза.
Новый материал на базе борида, железа и алюминия обладают необычными магнитными свойствами, позволяющими использовать их для создания магнитных холодильников.
«Работы в этом направлении ранее в России не проводились. Учитывая сравнительно низкую себестоимость боридной керамики на базе железа и алюминия и высокую производительность метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, материал может применяться в системах магнитного охлаждения и аккумулирования энергии, а также в технике, работающей при криогенных температурах», — сказал профессор НИТУ МИСИС Евгений Левашов.
Разработка имеет широкую зону практического применения, например, в качестве термобарьерного покрытия в высокотемпературных средах для защиты других материалов от теплового удара и окисления, а также как катализатор для синтеза аммиака или для поглощения нейтронов в ядерных реакторах или высокочастотных волн в электротехнических приборах.
Легкий способ получить дорогостоящий материал
Разработанные учеными материалы представляют собой сложно устроенные структуры, похожие на максены — многослойные наноматериалы. Аналоги максенов на базе бора существуют, но их синтез обычно требует дорогостоящего оборудования и много времени, что ограничивает их массовое производство.
Ученые НИТУ МИСИС нашли более легкий способ при помощи методики самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Для ее применения смесь из порошкообразных исходных компонентов перемалывается в шаровой мельнице, что приводит к запуску сверхбыстрой и очень мощной реакции, сопровождающейся выделением больших количеств энергии.
В результате этого в смеси порошков из алюминия, бора и железа возникает набор из множества мельчайших частиц многослойного наноматериала, который может менять температуру под действием магнитного поля в широком диапазоне температур, близких к комнатной. Это так называемый магнитокалорический эффект, который нужен для создания магнитных холодильных установок, и может помочь в решении других задач, где необходимо контролировать температуру окружающей среды.
Магнитный холодильник
Преимуществами магнитных систем охлаждения являются экологическая безопасность, высокая эффективность, долгий срок эксплуатации и универсальные свойства заморозки, используемые для различных веществ (вода, воздух, химикаты) с незначительными изменениями для каждого случая, разъясняет сайт завода промышленного холодильного оборудования НСК.
Эта технология базируется на способности любого магнитного материала изменять свою температуру под воздействием магнитного поля. В принципе, сходный процесс происходит и в традиционном холодильнике, только с поправкой на сжатие и расширении газа.
Первый в мире полноценный бытовой магнитный холодильник, который использует в качестве источника поля постоянный магнит, не требующий специального дополнительного охлаждения, появился в 2002 г.
Короткая ссылка
