Проведено дослідження фізико-хімічних характеристик високоентропійного сплаву MoNbTaVW та потенціал
його застосування в тензометричних сенсорах для моніторингу стану композиційних конструкцій, зокрема
вітрових турбін. Проаналізовано можливості використання цього матеріалу для забезпечення точності
вимірювань механічних напружень, зважаючи на його термостійкість, стійкість до корозійних впливів і
радіаційного випромінювання. Доведено, що MoNbTaVW демонструє стабільність структури при високих
температурах, перевищуючи показники традиційних металів, що застосовуються в сенсорних системах.
Особливу увагу приділено питанням сумісності сплаву з композиційними матеріалами, такими як полімери,
армовані вуглецевим (CFRP) і скловолокном (GFRP), для запобігання деламінації та мінімізації залишкових
напружень. Проаналізовано механізми впливу дефектної структури матеріалу на електричний опір, що має
ключове значення для стабільності роботи тензосенсорів. Доведено, що унікальна кристалічна структура
високоентропійного сплаву сприяє зниженню міграції вакансій, що забезпечує довготривалу стабільність
електричних характеристик. Розглянуто методи нанесення плівкових покриттів MoNbTaVW, які впливають на
чутливість сенсорів. Проведено аналіз процесів магнетронного розпилення для формування тонких плівок зі
збереженням однорідності та мінімальним рівнем залишкових напружень. Доведено, що контроль параметрів
осадження, зокрема робочого тиску та температури субстрату, суттєво впливає на електромеханічні властивості
матеріалу. Також проаналізовано можливості калібрування тензосенсорів, зокрема врахування ефектів
викривлення при біаксіальному навантаженні. Доведено, що застосування математичних моделей, заснованих
на теорії балки Ейлера-Бернуллі, дозволяє зменшити похибку вимірювань за рахунок точнішого визначення
напружень у структурі. Отримані результати свідчать про те, що застосування високоентропійного сплаву
MoNbTaVW у складі сенсорних систем дозволяє підвищити їхню довговічність, чутливість та стабільність в
умовах експлуатації вітроенергетичних установок.
- S. El-Hadad, “High Entropy Alloys: The Materials of Future”, International Journal of Materials Technology and Innovation, 2022, Vol. 2, doi:10.21608/IJMTI.2022.118565.1046.
- J. Stewart, J. Startt, R. Dingreville, “A molecular dynamics study on the Mie-Grüneisen equation-of-state and high strain-rate behavior of equiatomic CoCrFeMnNi”, Materials Research Letters, 2023, Vol. 11, pp. 1055-1062, doi:10.1080/21663831.2023.2280635.
- T. Katsura, T. Tange, “A Simple Derivation of the Birch– Murnaghan Equations of State (EOSs) and Comparison with EOSs Derived from Other Definitions of Finite Strain”, Minerals, 2019, Vol. 9, p. 745, doi:10.3390/min9120745.
- A.X. Lin-Vines, J. Wilson, A. Fraile, L. Evitts, M.J.D. Rushton, J.O. Astbury, W.E. Lee, S. Middleburgh, “Defect behaviour in the MoNbTaVW high entropy alloy (HEA)”, Results in Materials, 2022, Vol. 15, p. 100320, doi:10.1016/j.rinma.2022.100320.
- Z. Fan, T. Yang, B. Kombaiah, X. Wang, P. Edmondson, Y. Osetsky, K. Jin, C. Lu, H. Bei, L. Wang, K. More, W. Weber, Y. Zhang, “From suppressed void growth to significant void swelling in NiCoFeCr complex concentrated solid-solution alloy”, Materialia, 2020, Vol. 9, p. 100603, doi:10.1016/j.mtla.2020.100603.
- A. Krishna, N. Radhika, A. Pramanik, N. Jeyaprakash, “Expe- rimental study on microstructural and corrosion behaviors of friction stir processed steel with CoCrFeCuTi HEA reinfor- cement and effect of annealing”, Science China Technological Sciences, 2024, Vol. 68, doi:10.1007/s11431-023-2606-1.
- S. Zhang, N. van Dijk, S. van der Zwaag, “A Review of Self- healing Metals: Fundamentals, Design Principles and Perfor- mance”, Acta Metallurgica Sinica (English Letters), 2020, Vol. 33(9), pp. 1167-1179, doi:10.1007/s40195-020-01102-3.
- R. Gray, M. Rushton, S. Murphy, “Molecular dynamics simulations of radiation damage in Yba2Cu2O7”, Supercon- ductor Science and Technology, 2022, Vol. 35, doi:10.1088/1361-6668/ac47dc.
- A. Xia, R. Franz, “Thermal Stability of MoNbTaVW High Entropy Alloy Thin Films”, Coatings, 2020, Vol. 10, p. 941, doi:10.3390/coatings10100941.
- H. Quang, D. Nguyen Trong, N. Cuong, B. Tinh, H. Duc, C. Van, U. Sarac, Ş. Ţălu, “Determination of Young modulus and stress-strain curve for single Fe and binary FeC interstitial alloy”, Journal of Composites Science, 2022, Vol. 6, pp. 1-17, doi:10.3390/jcs6090250.
- M. Zolfipour Aghdam, N. Soltani, A. Kochuri, H. Asemani, “A new Gauge-Factor formula to Reach Stable Sensitivity in New Strain-Gauge Sensors”, Journal Name, 2022, Vol. X, pp. XX-XX.
- W. Wang, Y. Xue, C. He, Y. Zhao, “Review of the Typical Damage and Damage-Detection Methods of Large Wind Turbine Blades”, Energies, 2022, Vol. 15(15), p. 5672, doi:10.3390/en15155672.
- G. İrsel, “Research on electrical strain gages and experimental stress analysis: Case study for a full Wheatstone bridge”, Journal Name, 2021, Vol. 12, pp. 783-792, doi:10.24012/dumf.1051434.
- T. Lake, J. Hughes, M. Togneri, A. Williams, P. Jeffcoate, R. Starzmann, N. Kaufmann, I. Masters, “Strain gauge measure- ments on a full-scale tidal turbine blade”, Renewable Energy, 2021, pp. 985-996, doi:10.1016/j.renene. 2021.01.137.
- D. Lisitano, J. Slavič, E. Bonisoli, M. Boltežar, “Strain proportional damping in Bernoulli-Euler beam theory”, Mechanical Systems and Signal Processing, 2020, Vol. 145, p. 106907, doi:10.1016/j.ymssp.2020.106907.