В лаборатории цветных сплавов Института физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН изучают сплавы, способные подвергаться деформации при определенной температуре, сохранять деформированную форму после снятия внешней нагрузки, а затем восстанавливать исходную форму при нагревании выше «температуры превращения». Исследования показывают, что даже привычные медные материалы могут проявлять такие свойства, если научиться точно управлять их структурой. Речь идет о так называемых сплавах с эффектом памяти формы — одном из наиболее интересных направлений современного материаловедения, где фундаментальная физика фазовых и структурных превращений напрямую связана с инженерными задачами. Именно такими материалами занимается старший научный сотрудник лаборатории кандидат физико-математических наук Алексей Свирид. За цикл исследований, посвященных медным сплавам с эффектом памяти формы, он стал лауреатом премии губернатора Свердловской области для молодых ученых.
— Если говорить совсем просто, металлический элемент можно согнуть, а затем нагреть или, наоборот, охладить, и он вернется к своей исходной форме. Это происходит благодаря уникальным фазовым превращениям в металле. В определенном температурном диапазоне кристаллическая решетка перестраивается, и материал как бы «возвращается» в состояние, в котором он был до деформации, — поясняет ученый.
Также с эффектом памяти формы тесно связано явление сверхупругости — свойство материала, подвергнутого нагружению до напряжения, значительно превышающего предел текучести, полностью восстанавливать первоначальную форму после снятия нагрузки. Поэтому создается впечатление, будто металл действительно помнит свою форму.
История применения таких материалов началась в середине прошлого века. В 1950-е годы американские инженеры, работавшие над созданием прочных деталей для авиационной техники, обнаружили необычные свойства сплава никеля и титана: после деформации он мог восстанавливать форму при нагреве. Со временем подобные материалы нашли применение в самых разных областях техники — от космических аппаратов до медицинских устройств.