Ученые из НИТУ «МИСиС» в сотрудничестве с компанией LG Electronics разработали новые сплавы, которые помогут снизить на треть вес радиаторов и систем теплоотвода в электромобилях и бытовой электронике. Сплавы состоят из магния и содержат добавки кальция и иттрия, которые повышают температуру возгорания.

Статья опубликована в Journal of Magnesium and Alloys.

Исследователи создали новые высокотеплопроводные магниевые сплавы, которые отличаются от аналогов повышенной надежностью и невысокой стоимостью, а кроме того, позволяют существенно снизить вес устройств.

«Традиционно для отвода тепла используется алюминий, но для современной техники он оказывается слишком массивен. Снижение веса устройств позволяет существенно уменьшить энергозатраты при функционировании, а также снизить парниковые выбросы при транспортировке, что становится сегодня все важнее. Применение наших сплавов позволит снизить вес теплоотводящих элементов на треть без потери эффективности», — рассказал соавтор исследования Вячеслав Баженов.

По мере развития электроники все более остро встает проблема эффективного отвода тепла — с ростом производительности техники растет и тепловыделение. Снижение температуры напрямую влияет на продление жизненного цикла устройств. Особенно важно это для бытовой техники, электромобилей, светодиодных панелей. Одна из проблем в эксплуатации магниевых сплавов — их способность загораться на воздухе. За счет добавок кальция и иттрия ученым удалось значительно повысить температуру возгорания, благодаря чему новые материалы можно без ограничений применять в различной технике.

Ученые хотели создать сплавы с низкой себестоимостью, поэтому практически не использовали дорогостоящие элементы, которыми обычно легируют магний, — неодим, лантан, торий и другие. Они получили сплавы двух составов: максимально дешевый — легированный кремнием, цинком и кальцием (Mg-Si-Zn-Ca) с высокой теплопроводностью и средней прочностью, и несколько более дорогой — легированный цинком, иттрием и цирконием (Mg–Zn–Y–Zr) с высокой прочностью и чуть меньшей теплопроводностью.

По результатам работ компания зарегистрировала патенты на высокотеплопроводный магниевый сплав и радиатор из него в США, Евросоюзе, Корее и Китае. Теперь научный коллектив работает над новыми композициями сплавов на основе магния, которые смогут обеспечить наряду с низкой себестоимостью и высокой теплопроводностью также высокую прочность и коррозионную стойкость.

Автор: Александра Медведева