• 
• Сравнительные электромеханические характеристики нового наноструктурного материала на основе Cu-Nb (по данным ОАО «ВНИИНМ» имени А.А. Бочвара)

Неделю назад в НПП «Наноэлектро», совместной проектной компании «Роснано» и ВНИИНМ им. А. А. Бочвара, началось коммерческое производство принципиально новых композиционных материалов на основе медно-ниобиевых сплавов с так называемым нанометрическим уровнем дисперсности структуры, сочетающих в себе высокую проводимость (до 60–75% электропроводности высокочистой меди) и прочность стали (1200–1500 МПа, в 4–5 раз прочнее меди). В то же время проволока из полученного сплава обладает параметрами усталостной прочности, на порядок превышающими аналогичные свойства того же медного провода.

О работах ВНИИНМ, где получено большинство материалов и сплавов, применяемых сейчас в ядерном оружии и атомной энергетике, в области наноструктурных проводников мы писали еще семь лет назад (см. «Сверхпрочный и сверхпроводящий», «Эксперт» № 37 за 2005 год). НИОКР над получением сверхпроводника в начале 1980-х были инициированы Курчатовским институтом, когда там взялись за разработку мощных импульсных магнитов, способных создавать магнитные поля сверхвысокой напряженности со значениями выше 60 Тл. Сплавы обычно применявшихся проводников для обмоток подобных магнитов просто не выдерживали проходящих во время их работы огромных токов в десятки тысяч ампер. Сначала над созданием материалов для работы с такими токами поэкспериментировали в самом институте, но потом передали наработки в более профильный отраслевой материаловедческий ВНИИНМ, обладавший в придачу отличной опытно-экспериментальной металлургической базой. Здесь работа над созданием материала с почти идеальными для ответственных электротехнических устройств характеристиками проводилась под научным руководством доктора технических наук Виктора Панцырного, ныне директора по научно-техническому развитию «Наноэлектро». Если курчатовцы пытались внедрить в структуру меди вкрапления микронной размерности, то группе Панцырного удалось получить композит с включением ниобиевых частиц, образующих переплетенные между собой ленты толщиной всего 6–10 нанометров, которые и скрепляют в конечном итоге кристаллическую решетку медного наполнителя, обеспечивая его высокую прочность, и в то же время не препятствуют перемещению электронов.

 

• 
• Сu-Nb провода (сечение 2х3мм; 3х5,8мм; 4х6мм) Провода на основе Cu-Nb используются в импульсных магнитных системах, планируется использование для ж/д транспорта, аэрокосмической техники Предел прочности МПА 1100 -1200. Предел текучести МПА 850. LACS,% 67-70.

Хотя путь до коммерческого выпуска оказался неблизким, «бочваровцы» еще до налаживания отношений с «Роснано» сумели организовать опытное производство и выполнили немало контрактов на изготовление и поставку партий пусть дорогих, но высокопрочных нанокомпозиционных проводов для научных центров и компаний многих стран мира. Сделка с «Роснано» в 2010 году и последующее софинансирование госкопорацией проекта ВНИИНМ, входящего сейчас в росатомовский ТВЭЛ, в размере около полумиллиарда рублей ускорило процесс коммерциализации. Мощности «Наноэлектро» будут постепенно нарастать, и к 2014 году планируется выпускать до 50 тонн композитных материалов в год, позднее — выйти на более масштабное производство, которое сможет покрыть 15% мирового спроса на сверхпрочные электротехнические материалы. По прогнозам, к 2015 году только российский рынок таких композитов может превысить 33 млн долларов (58,3 тонны) — почти 5% мирового рынка. Основными потребителями сверхпрочных проводников станут авиация, космонавтика, скоростной железнодорожный транспорт, атомная и тепловая энергетика — отрасли, где предъявляются высокие требования к надежности электронных и электротехнических систем, а также научные центры по исследованию магнитных полей высокой индукции.