Конкурсатауы: Жоба Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің қолдауымен "Жас ғалым" жобасы бойынша жас ғалымдарды гранттық қаржыландыру шеңберінде іске асырылуда.

Жоба жетекшісінің: Аубакирова Данагуль Машановна.

Идентификаторлар:

• Scopus Author ID: 57211000798.

Жобаның зерттеу тобы

Жобаның аңдатпасы:

Әлемдік пішінді есте сақтау қабілеті бар қорытпалар нарығы (SMA) 2015-2021 жылдары сенімді өсуді көрсетті, өйткені олар температура мен электромагниттік күштің өзгеруіне жауап ретінде форманың жалған серпімділігін де, есте сақтау әсерін де көрсететін әртүрлі металл элементтерінің қосындысы болып табылады. Олар деформациядан кейін бастапқы пішінін қалпына келтіре алады, сонымен қатар қаттылығын, орналасуын және басқа механикалық қасиеттерін өзгерте алады. Ni-Ti, Cu-Pb-Al, Cu-Al-Ni және Fe-Mn-Si жүйелерінің қорытпалары нарықта қол жетімді SMA қорытпаларының ең көп таралған түрлері болып табылады, соның арқасында олар жетектер, медициналық құрылғылар, жылу түсіргіштер, әртүрлі Жоғары температуралы қозғалтқыштар мен автомобильдер өндірісінде қолданылады. Басқа факторлар, соның ішінде аэроғарыш секторындағы өсіп келе жатқан сұраныс, дамыған және дамушы үкіметтердің қорғаныс шығындарының өсуі және құрылыс индустриясының айтарлықтай өсуі алдағы жылдары нарықты ынталандырады деп болжануда. Алға қарай, қажеттіліктерге сәйкес, SMA қорытпаларының әлемдік нарығы болжамды кезеңде (2022-2026) орта есеппен 11% - ға өседі. SMA қорытпаларының ішінде Ti-Ni жүйелері жоғары функционалдық қасиеттеріне, коррозияға төзімділігіне және адам ағзасымен биоүйлесімділігіне байланысты коммерциялық тұрғыдан ең табысты материалдар болып табылады.

Алайда, практикалық қолдану тұрғысынан, TiNi негізіндегі қорытпаларды одан әрі қолдануға жұмыс кезінде оның функционалдық қасиеттеріне байланысты бірнеше негізгі ойлар кедергі келтіреді (төмен циклдік тұрақтылық және салыстырмалы түрде төмен трансформация температурасы) және өндіріс процесінде қиындықтар (энергияны көп қажет ететін, еңбекті қажет ететін, ұзақ мерзімді, химиялық гетерогенді, көбейту қиын, қолайлы материалдың аз шығымы (пайдалану коэффициенті материал<35%) және жоғары құны)).

Бүгінгі таңда осы саладағы барлық дерлік жұмыстар функционалдық қасиеттерге және Ti-Ni жүйесіне негізделген SMA қорытпаларын синтездеудің жаңа әдістерін іздеуге байланысты мәселелерді шешуге бағытталған. Бұл дамуда айтарлықтай прогреске әкелді, олардың функционалдық қасиеттерін жақсартудың негізгі стратегиялары әртүрлі сирек кездесетін және өтпелі металдармен легірленуге дейін азайды. Қазіргі уақытта қабылданған негізгі бағытқа сәйкес, Ti-Ni жүйесіне негізделген SMA бар қорытпалар 5-35 ат.% диапазонында кемінде үш компоненттен тұрады. Дегенмен, әртүрлі балқыту әдістерімен TiNi негізіндегі қорытпаларды алу кезінде кейбір аралық фазалардың түзілуі оларды өте көп элементтерге байланысты сынғыш етеді және практикалық қолдануға жарамсыз етеді. Сонымен қатар, осы қорытпалардағы элементтердің мүмкін болатын комбинацияларының көптігіне байланысты олардың әлеуетті қолдану аймақтары да өте кең.

Осыған байланысты бүгінгі таңда NiTi жүйесінің қорытпаларын өндірудің балама жолдарын іздеу және олардың функционалдық қасиеттерін жақсарту өзекті болып табылады. Бұл мәселенің негізгі шешімдерінің бірі Ұнтақты металлургия әдістерін қолдану болуы мүмкін. Сонымен қатар, NiTi қорытпаларынан ұнтақты металлургия әдісімен жасалған бөлшектер жұқа және біркелкі микроқұрылымдарының арқасында жақсы физикалық және өңделетін қасиеттерді көрсетеді. Ұнтақты металлургия әдісімен алынған қорытпалар ұзақ гомогенизацияны қажет етпейді, әртүрлі пішіндер мен өлшемдегі дайындамаларды алуға мүмкіндік береді және материалды пайдаланудың жоғары коэффициентімен ерекшеленеді (>90 %).

Жобаның міндеттерін іске асыру нәтижесінде біз Қазақстан Республикасында еңбек, энергия және қаржы шығындарын төмендетуге мүмкіндік беретін жоғары функционалдық қасиеттері бар ұнтақты металлургия әдісімен SMA қорытпаларды өндірудің бірінші бәсекеге қабілетті және қолжетімді озық технологиясын әзірлейтін боламыз. Жобаны іске асыру ұнтақты металлургияның заманауи тәсілдерін қолдану арқылы SMA қорытпаларды өндірудің қолданыстағы озық технологияларын жетілдіруге мүмкіндік береді және олардың құрылымдық-фазалық күйі, функционалдық қасиеттері бойынша жаңа деректер алуға мүмкіндік береді.

Мақсаты: Ұшқын плазмалық агломерация (SPS) әдісі негізінде пішінді есте сақтау қабілеті және басқарылатын құрылымы бар Ti-Ni-Cu жүйесінің қорытпалары негізінде бұйымдарды алудың технологиялық процестерін әзірлеу.

Жобаның күтілетін және алынған нәтижелері:

Инфографика