Новый композитный материал выдерживает экстремальные нагрузки в агрессивной среде.
Изображение сгенерировано с помощью нейросети Recraft
Керамика используется в элементах ракетных двигателей и компонентах для ядерных реакторов. Для таких устройств применяются особые составы, но и они дают трещины и ломаются. Замена деталей очень затратна, поэтому ученые ищут способы повысить прочность керамики в экстремальных условиях. В Университете МИСИС предложили инновационное решение.
В вузе создали сверхпрочный карбид-боридный керамический материал, который дает меньше трещин и медленнее разрушается. Ученые получили этот композит в несколько этапов: сначала смешали все компоненты, сильно нагрев их, этот метод называется самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Затем применили искровое лазерное спекание, такая технология подразумевает, что вещество нагревают и пропускают через него ток. Полученный материал оказался значительно прочнее, чем известные композиты, которые применяются в аэрокосмической сфере. Авторы технологии особо отмечают, что она не требует высоких энергозатрат и позволяет получить нужную керамику в максимально короткий срок.
Особенность созданного в Университете МИСИС вещества – повышенная вязкость. Когда специальная керамика повреждается в результате нагрузок, трещины идут сквозь микрочастицы карбида и борида. В новом композите благодаря вязкости скол идет по границам вкраплений этих материалов: трещины фактически огибают их. Разрушение идет медленнее и деталь сможет дольше выполнять свои функции.
Инновационный композит создан в Научно-исследовательском центре «Конструкционные керамические материалы» НИТУ МИСИС.
