Сплавы на основе ниобия выдержали экстремальный холод

Дэвид Кук, Сяоюй Чэнь и их коллеги испытали два сплава на основе ниобия при температуре −253 °C и обнаружили, что материалы сохраняют стойкость к распространению трещин

В исследовании, опубликованном в журнале Nature в октябре 2026 года, учёные проверили два материала: двухкомпонентный Nb70Ti30 (ниобий–титан) и четырёхкомпонентный Nb45Ta25Ti15Hf15 (ниобий–тантал–титан–гафний). Цель состояла не в создании рекордно прочного металла, а в проверке его стойкости к распространению трещины при экстремально низких температурах.

Образцы охлаждали до 20 К (−253 °C) — температуры, близкой к температуре жидкого водорода. У сплава Nb70Ti30 трещиностойкость при начале роста трещины составила 170 МПа•√м при 20 К, а у четырёхкомпонентного Nb45Ta25Ti15Hf15 — около 96,5 МПа•√м при инициировании трещины и около 118 МПа•√м при дальнейшем её росте. При этом резкого перехода к хрупкому поведению не обнаружили.

Учёные выяснили, что в испытанных сплавах при экстремальном холоде включается механизм двойникования: в крошечных областях кристалл меняет ориентацию, образуя зеркальное отражение. Одновременно локально перестраивается кристаллическая структура, на границах перестроенных областей зарождаются новые дислокации — они помогают металлу перераспределить напряжения в зоне трещины и продолжать деформироваться.

Результаты исследования важны для криогенной техники — в частности, для систем хранения и транспортировки жидкого водорода, энергетического оборудования и космической техники. Пока речь идёт об экспериментальных сплавах и лабораторных образцах; для промышленного внедрения потребуются дополнительные испытания.

Ранее по теме: Многослойные композиты выдержали экстремальные температуры

Источник: partalstalina.ru