Российские ученые предложили новый подход к созданию композитов для аэрокосмической отрасли
Ученые из Томска представили новую технологию получения керамических композитов —высокотемпературных материалов для аэрокосмической и транспортной промышленности. Впервые для их создания использовали прекерамическую бумагу одновременно с двумя типами наполнителя — карбидным и оксидным, что позволило получать изделия с заранее заданными свойствами.
Новую технологию разработали исследователи из Томского политехнического университета (ТПУ) вместе с зарубежными коллегами, сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ. Они применили метод искрового плазменного спекания и впервые получили композиты из прекерамических бумаг на основе карбоалюминида титана и оксида алюминия.
Прекерамическая бумага — перспективный материал для производства сложных по составу и форме элементов конструкций, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях. Одним из преимуществ является возможность послойного контроля структуры и состава композитов, но оптимизация состава и структуры таких материалов остается сложной задачей.
Впервые для изготовления композитов использовали прекерамическую бумагу со сложным составом наполнителя, одновременно содержащим карбидные и оксидные порошки. Как пояснил руководитель проекта, заведующий лабораторией перспективных материалов и обеспечения безопасности водородных энергосистем ТПУ Егор Кашкаров, такой подход позволяет объединить преимущества обоих компонентов: карбиды придают материалу высокую прочность и устойчивость к образованию трещин, а оксиды — твердость, износостойкость и стабильность при высоких температурах и в агрессивных средах.
Полученный учеными плотный композитный материал, изготовленный при температуре 1150°C с содержанием оксида алюминия 30%, показал высокую прочность (360 МПа) и твердость (13,5 ГПа), что превосходит известные аналоги на основе чистого оксида алюминия. При этом, как показали эксперименты, увеличение доли оксидной фазы приводило к снижению плотности и прочности.
Таким образом, регулируя состав прекерамической бумаги, можно получать материал с разными характеристиками под конкретные задачи, пояснил Егор Кашкаров. В ближайших планах исследователей — получение функционально-градиентных композитов на основе карбидов и оксидов металлов.
Ранее исследователи из Томска разработали лабораторные образцы детекторов на основе оксида галлия, которые сохраняют работоспособность при температурах до –263°C, устойчивы к радиации и не требуют оптических фильтров для работы в ультрафиолетовом диапазоне.
Фото ТПУ
Самое популярное
