Снизить на треть вес радиаторов и систем теплоотвода в электромобилях и бытовой электронике позволят новые сплавы, созданные исследователями из НИТУ «МИСиС» в сотрудничестве с LG Electronics. Результаты исследований опубликованы в Journal of Magnesium and Alloys.
С развитием электроники, по словам специалистов, всё более остро встаёт проблема эффективного отвода тепла — с ростом производительности техники растёт и тепловыделение. Снижение температуры напрямую влияет на продление жизненного цикла устройств. Это важно в том числе для бытовой техники, электромобилей, светодиодных панелей.
Учёные НИТУ «МИСиС» в сотрудничестве с компанией LG Electronics создали новые высокотеплопроводные магниевые сплавы, которые отличаются от аналогов повышенной надёжностью 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 всё 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 учёные, — их способность загораться на воздухе. За счёт добавок кальция и иттрия исследователям 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: легированный кремнием, цинком и кальцием (Mg-Si-Zn-Ca) — максимально дешёвый, 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», — 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, высокую прочность и коррозионную стойкость.