Ученые Лаборатории нейтронной физики Объединенного института ядерных исследований измерили кристаллографическую текстуру магниевых сплавов, что поможет понять, как сделать сплав более пластичным и менее хрупким.
Исследование было выполнено с помощью нейтронов на дифрактометре СКАТ в ОИЯИ. Подход показал большую эффективность в сравнении с традиционными методиками, основанными на рентгеновском излучении. Исследовав таким образом текстуру образцов по всей глубине, ученые ОИЯИ помогут производителям в создании инновационных сплавов из цветных металлов с определенными физическими характеристиками и более удобных для обработки.
«Магниевые сплавы широко распространены, это материалы будущего – из них изготавливаются легкосплавные автомобильные диски, корпуса ноутбуков. Они применяются в космической промышленности. По цене такой сплав немногим дороже алюминия, а по прочности сопоставим с титаном», — рассказал соавтор исследования, старший научный сотрудник ЛНФ ОИЯИ Дмитрий Николаев.
Кристаллографическая текстура представляет собой распределение ориентаций кристаллитов в поликристаллическом образце. Цель исследований – добиться, чтобы ориентации кристаллитов в изделии были более хаотичными. Для этого в магний либо добавляются примеси, либо подбираются температурные режимы, при которых идет изготовление листов. При каждом таком изменении необходимо измерять кристаллографическую текстуру во всем объеме материала.
Методом времяпролётной дифракции нейтронов, основанным на физическом явлении упругого рассеяния нейтронов, ученые ЛНФ измерили в образцах материала так называемые полные полюсные фигуры. Эти фигуры показывают связь внешней системы координат образца с системой координат кристалла (его ориентировкой). Полюсные фигуры извлекаются путем математической обработки из нейтронных спектров, которые регистрируются установкой СКАТ. Традиционным же методом рентгеновского рассеяния можно построить лишь неполные полюсные фигуры.
Метод времяпролетной дифракции нейтронов был разработан в ОИЯИ в 1962 году в экспериментах на реакторе ИБР и отсюда получил распространение в мире.
Доклад старших научных сотрудников Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ Дмитрия Николаева и Татьяны Лычагиной об исследованиях кристаллографической текстуры магниевых сплавов был признан лучшим на прошедшей ХV Всероссийской конференции по испытаниям и исследованиям свойств материалов «ТестМат». Дмитрий Николаев рассказал, что в практическом отношении признание доклада лучшим открывает перспективы сотрудничества с организатором конференции – Всероссийским институтом авиационных материалов (ВИАМ, входит в структуру НИЦ «Курчатовский институт»).
По сообщению пресс-службы ОИЯИ