Сверхпрочная керамика для авиации

А.И. Курамшин

pic_2019_02_08-1.jpg

Испытание нового керамического материала

Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Российской академии наук разработали новый высокопрочный керамический материал. Ему не страшно длительное воздействие сверхзвукового потока воздуха при температуре выше 2600°C («Russian Journal of Inorganic Chemistry», 2018, 63, т.11, стр. 1484–1493; doi: 10.1134/S0036023618110177). Такие характеристики позволят сделать из нового материала носовые обтекатели и крылья новейших самолетов.

Столь прочную керамику получили из диборида гафния (HfB2), смешанного с нанокристаллическим карбидом кремния (nc-SiC). Для получения нового материала использовали технологию золь-гель и методику спекания в плазме искрового разряда. Прочность керамического композитного материала проверили, воздействуя на него сверхзвуковым потоком воздуха. После 40 минут воздействия образец материала не разрушился и его масса уменьшилась на 0,04%. При этом керамический материал имел толщину всего 10–20 микрометров. Что очень важно — в материале не образовались участки, содержащие SiC, это также подтверждает, что материал надежен и устойчив.

Условия, в которых проводили испытания, имитировали те, в которых работают носовые обтекатели и крылья самолетов, — при движении со сверхзвуковой скоростью из-за трения о воздух температура этих элементов конструкции может подниматься до 2600°C.

Исследователи Дальневосточного федерального университета работают над созданием новых ультрапрочных керамических материалов с 2013 года, эта работа развивается в сотрудничестве с институтами Российской академии наук. Так, исходные материалы для композитного керамического материала получили в московском Институте общей и неорганической химии им.Н.С. Курнакова РАН. В Химическом институте Дальневосточного отделения РАН разработали инновационный метод получения — спекание в плазме искрового разряда. В лабораториях ДВФУ образцы керамического композита тщательно исследовали, в частности проверили их механические характеристики и устойчивость.

В Дальневосточном федеральном университете уже несколько лет работает Междисциплинарный центр коллективного пользования в области нанотехнологий и новых функциональных материалов, объединяющий усилия физиков, химиков, биологов и материаловедов. Разработка нового керамического композита — не единственный успех этого центра. Ранее исследователи из ДВФУ сообщили о разработке уникального жаропрочного композитного материала, полученного из карбида и нитрида гафния. Его температура плавления выше 4200K.



Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 2/2019) на с. 8.

Разные разности
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...
Слезы как оружие
Женщины прекрасно знают, что стоит пустить в ход слезы, как еще секунду назад грозный, орущий и злобный мужчина вдруг обмякает, теряется и становится похожим на кроткую овечку. Откуда такая обезоруживающая сила женских слез? В чем здесь дело?