Снизить на треть вес радиаторов и систем теплоотвода в электромобилях и бытовой электронике позволят новые сплавы, созданные учеными НИТУ «МИСиС» в сотрудничестве с компанией «LG Electronics». Результаты исследований опубликованы в журнале Journal of Magnesium and Alloys (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213956720300049).
С развитием электроники, по словам специалистов, 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.
Ученые НИТУ «МИСиС» в сотрудничестве с компанией «LG Electronics» 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 доцент кафедры Литейных технологий и художественной обработки материалов НИТУ «МИСиС» Вячеслав Баженов.
Одна из проблем в эксплуатации магниевых сплавов, как отметили ученые, — 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.
«Мы хотели создать сплавы с низкой себестоимостью, поэтому практически не использовали дорогостоящие элементы, которыми обычно легируют магний, — неодим, лантан, торий и другие. Получились сплавы двух составов: максимально дешевый – легированный кремнием, цинком и кальцием (Mg-Si-Zn-Ca) (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213956720300049), с высокой теплопроводностью и средней прочностью, и несколько более дорогой – легированный цинком, иттрием и цирконием (Mg–Zn–Y–Zr) (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213956721000128) с высокой прочностью и чуть меньшей теплопроводностью», — сообщил Вячеслав Баженов.
По результатам работ компания “LG Electronics” зарегистрировала патенты на разработанный в НИТУ "МИСиС" высокотеплопроводный магниевый сплав (Mg-Si-Zn-Ca) и радиатор из него в США, Евросоюзе, Корее и Китае.
В настоящее время 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.
Информация и фото предоставлены пресс-службой НИТУ «МИСиС»
