Новый способ синтеза высокопрочных композитов на основе MAX-фаз для авиакосмической отрасли и атомной энергетики разработали ученые Инженерной школы ядерных технологий Томского политехнического университета (ТПУ). Предложенная технология позволяет получать материалы с особой структурой, которая обеспечивает их высокие эксплуатационные характеристики, сообщили в пресс-службе вуза.
Отмечается, что керамические материалы являются перспективными для применения в авиакосмической и транспортной отраслях, судостроении, атомной энергетике. В сравнении с металлами они обладают высокой прочностью, жаростойкостью, выдерживают резкие перепады температур и могут "работать" в агрессивных средах. Однако основным недостатком любой керамики является хрупкость, что ограничивает ее применение. Поэтому перед современной наукой стоит задача, связанная с получением новых видов материалов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками, и поиском эффективных способов их производства.
"Ученые отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий ТПУ синтезировали композиты на основе MAX-фаз из смесей коммерчески доступных отечественных порошков с применением оригинального комбинированного метода синтеза. <…> Сначала они подвергли предварительной термообработке в вакуумной печи исходные компоненты - порошки титана, кремния и углерода отечественного производства. После вакуумного спекания на втором этапе синтеза ученые применили технологию искрового плазменного спекания, который характеризуется высокой скоростью консолидации порошков тугоплавких соединений", - говорится в сообщении.
Синтезированные композиты за счет своих высоких эксплуатационных характеристик могут выступать как самостоятельными материалами, так и в качестве добавки для получения новых керамоматричных композитов, способных конкурировать с отечественными и зарубежными аналогами за счет доступности исходного сырья и ожидаемо высоких физико-механических характеристик. Исследование проводилось при поддержке гранта Российского научного фонда.
"Благодаря быстрому спеканию на втором этапе синтеза с добавлением необходимых компонентов удалось увеличить содержание МАХ-фазы на 10-15%. Кроме того, двухэтапная термообработка способствует росту кристаллов MAX-фазы почти в два раза. Результаты механических испытаний показали, что такая структура обеспечивает улучшенные свойства получаемого композита", - приводятся в сообщении слова ассистента отделения экспериментальной физики ИЯТШ ТПУ Елизаветы Седановой.