Ученые Томского политеха совместно с сотрудниками Инженерной школы ядерных технологий ТПУ и университета Эрлангена-Нюрнберга (Германия) разработали новый метод получения керамических композитов — перспективных высокотемпературных материалов для аэрокосмической и транспортной промышленности, сообщила пресс-службы Минобрнауки РФ. Результаты работы опубликованы в журнале Materials Letters.
Впервые для их изготовления использовали сложную по составу прекерамическую бумагу одновременно с карбидным и оксидным порошковым наполнителем. Было установлено, что, меняя состав наполнителя, можно создавать материал с заданными параметрами прочности, пористости и других физико-механических свойств. В своей работе ученые методом искрового плазменного спекания впервые получили композиционные материалы из прекерамических бумаг на основе карбоалюминида титана и оксида алюминия.
Мы отработали методики изготовления прекерамических бумаг со сложным составом наполнителя и использовали их для получения композитов, в которых свойства отдельных компонентов взаимно дополняют друг друга. Так, карбидная фаза придает материалу высокую прочность и трещиностойкость, а оксидная фаза обеспечивает повышенную твердость, износостойкость, а также химическую и термическую стабильность.
Полученный при температуре 1150 плотный композитный материал с содержанием в 30% оксида алюминия показал высокие прочность (360 МПа) и твердость (13,5 ГПа), превосходя по физико-механическим свойствам композиты, полученные из прекерамической бумаги на основе оксида алюминия. Увеличение же содержания оксида алюминия неминуемо приводит к снижению плотности и прочностных характеристик.
Важное преимущество прекерамической бумаги — возможность послойно управлять структурой и составом композитов. Это позволяет создавать функционально-градиентные материалы, у которых свойства меняются по толщине изделия, например, от более прочного внутреннего слоя к более термостойкой поверхности. Регулируя состав прекерамической бумаги, можно получить материал с разными характеристиками под конкретные задачи.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что химики создали стабильный материал-конструктор для датчиков.
