В России создали новый материал для машиностроения
Новейшую технологию создания керамических деталей из карбида кремния, применяемых в автомобильных и авиационных двигателях, создали ученые НИТУ «МИСиС», результаты их исследований 31 июля опубликованы в журнале Мaterials.
Один из авторов работы, сотрудник Научно-учебного центра самораспростаняющегося высокотемпературного синтеза МИСиС-ИСМАН Степан Воротыло указал: «Карбидокремниевая керамика могла бы успешно заменить сплавы, содержащие дефицитные кобальт, никель и хром, а ее применение для изготовления лопаток турбин и деталей двигателей внутреннего сгорания позволило бы поднять рабочие температуры в двигателях и повысить мощность, тяговую силу, КПД и экологичность».
Согласно исследованию, ученые смогли улучшить прочность керамических деталей путем формирования армирующих нановолокон по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
Воротыло добавил: «Благодаря эффекту комбинированной добавки тантала и тефлона нам удалось синтезировать материал с карбидокремниевой матрицей, усиленной карбидокремниевыми нановолокнами. Они активируют спекание керамики и повышают прочностные характеристики материала, так как служат барьером для распространения трещин».
Формирование нановолокон значительно уменьшило температуру и время выдержки керамики в вакуумной печи — с нескольких часов при 1800-2000°C до одного часа при 1450°C.
Ученые в дальнейшем планируют еще повысить трещиностойкости и прочности материала.
Отметим, керамика из карбида кремния, которую производят из полевого шпата и кварцевого песка, отлично переносит огромное сжимающее давление. Но она имеет малую прочность на растяжение и изгиб, а также низкую трещиностойкость, что ограничивает ее применение.
