Термообработка улучшила баланс прочности и пластичности напечатанной на 3D-принтере алюминиевой бронзы для систем охлаждения электронных компонентов, работающих в экстремальных условиях

Дата публикации: 06-08-2026 10:58:00

Ученые из «Сколтеха» (группа ВЭБ.РФ) вместе с коллегами из Санкт-Петербургского государственного морского технического...

Основное содержимое страницы с новостью.

Ученые из «Сколтеха» (группа ВЭБ.РФ) вместе с коллегами из Санкт-Петербургского государственного морского технического университета и других организаций нашли способ улучшить баланс между механической прочностью и пластичностью напечатанных на 3D-принтере изделий из алюминиевой бронзы. Этот сплав меди и алюминия с небольшой добавкой железа — перспективный материал для аддитивного производства теплообменников, охлаждающих уязвимые к перегреву электронные компоненты, такие как процессоры. Когда подобным компонентам приходится работать в экстремальных условиях в самолётах, ракетах или электромобилях, оптимизация прочности и пластичности использованных в них материалов становится задачей первостепенной важности. Исследование опубликовано в Journal of Alloys and Compounds. Об этом CNews сообщили представители «Сколтеха».

«Теплообменник — это устройство, отводящее тепло от процессора или других тепловыделяющих компонентов. Чтобы хорошо справляться со своей задачей, он должен быть изготовлен из материала с высокой теплопроводностью и иметь правильную геометрию, — сказала ведущий автор исследования Анастасия Филиппова, аспирантка программы «Сколтеха» «Математика и механика». — Алюминиевая бронза, напечатанная на 3D-принтере, обеспечивает удачное сочетание тепловых свойств и контроля над геометрией, однако сам процесс печати может приводить к неоптимальным механическим характеристикам. Это особенно важно для электроники, применяемой в ракетах и других аппаратах, подверженных ударным и вибрационным нагрузкам, а также многократным термическим и механическим воздействиям».

Чистая медь обладает исключительно высокой теплопроводностью, но именно по этой причине — а также из-за высокой отражающей способности — в качестве сырья она плохо совместима с традиционными методами 3D-печати с использованием инфракрасного лазера. Кроме того, высокая пластичность меди делает тонкие детали из этого металла склонными к деформации под механической нагрузкой. Легирование меди 10% алюминия и 1% железа помогает исправить оба этих недостатка, но цена этого — понижение теплопроводности. Также быстрое затвердевание в процессе печати может приводить к локальным колебаниям химического состава и неравновесной фазовой структуре. Эти особенности микроструктуры способны влиять на прочность и пластичность напечатанного изделия.

Когда сканирующая электронная микроскопия подтвердила наличие тех самых неравновесных участков в микроструктуре образцов алюминиевой бронзы, напечатанных на 3D-принтере, научный коллектив предположил, что стандартный метод термической постобработки материала может решить проблему неоднородности.

«Однако напечатанные на 3D-принтере материалы всегда несколько отличаются по микроструктуре от того же самого сплава, полученного другими методами. Из-за этого нет гарантий, что проверенный метод вроде термической постобработки сработает. Более того, он может даже ухудшить свойства материала. Или может потребоваться тонкая настройка параметров нагрева — и это как раз наш случай», — сказал научный руководитель исследования, доцент Центра технологий материалов «Сколтеха» Станислав Евлашин.

Поскольку стандартных протоколов термической постобработки алюминиевой бронзы после 3D-печати не существовало, учёные опробовали сразу три варианта нагрева, выдержав образцы в электропечи в течение трёх часов при температуре 300, 400 и 500 градусов Цельсия. Затем обработанные таким образом изделия сравнили друг с другом и с алюминиевой бронзой, которая не подвергалась дополнительным воздействиям после 3D-печати.

Главные мифы о миграции виртуальной инфраструктуры

Оказалось, что термообработка при 300 и при 400 градусах Цельсия приводила к появлению неравновесных фаз, снижающих пластичность и делающих сплав более хрупким. Нагрев же до 500 градусов, напротив, уменьшал химическую неоднородность и способствовал диффузионным процессам, формируя более стабильную микроструктуру и хороший баланс прочности и пластичности.

В дальнейшем научная группа планирует изучить влияние термообработки на тепловые характеристики материала. Если окажется, что термообработанный сплав сохраняет достаточно высокую теплопроводность, то испытанный режим постобработки можно будет рекомендовать для производства аддитивных компонентов терморегулирования в силовой электронике.

• Первый в России ИТ-маркетплейс CNewsMarket для Вашего бизнеса. С ценами на ИТ-услуги от сотен поставщиков

Схожие новости

#	Наименование новости	Тональность	Информативность	Дата публикации
1	В России повысили прочность систем охлаждения для электроники в самолетах	0	11.19	06-08-2026
2	В России повысили прочность систем охлаждения для электроники в автомобилях, самолетах и ракетах	0	4.98	06-08-2026
3	MIT just made aluminum 5x stronger with 3D printing	0	6.84	29-12-2025
4	В России создали материал для 3D-печати радиоэлектронных компонентов	0	7	02-07-2026
5	Химики из России создали материал для 3D-печати, сопоставимый по прочности с металлом	0	0	11-03-2019
6	В МАИ разработали технологию сверхпрочной 3D-печати авиатехники и протезов	0	0	17-03-2025
7	В Череповце нашли способ улучшить детали для авиации и кораблей	2	7	09-07-2026
8	Научная победа: российские ученые создали первый отечественный материал для 3D-печати радиоэлектронных деталей	5	7	01-07-2026
9	В России открыли способ создания сверхпрочных материалов для авиации и космической техники	5	8	17-06-2026
10	В МГТУ им. Баумана создают 3D-печать с углеродным волокном для прочных деталей	0	6.34	24-07-2026

Классификация: Наука. Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 10. Тональность: 0. Информативность: 12.34. Источник: www.cnews.ru.