Сверхпрочная керамика для авиации

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2019, №2)

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.

123

Разные разности

07.08.2020 16:00:00

Планета Проксима b не случайно привлекает пристальное внимание астрономов. Ведь сразу после ее открытия выяснилось, что это почти Земля: массу оценили в 1,3 земных, причем расположена планета в обитаемой зоне, где возможна жидкая вода. Теперь же к расследованию присоединился точнейший спектрограф ESPRESSO.

>>
07.07.2020 18:00:00

…проект ИТЭР по созданию крупнейшего в мире термоядерного реактора прошел важную веху — на место установлено основание криостата, самая большая и тяжелая часть токамака...

…созданы структуры для фотосинтеза, более эффективного, чем природный, — капли размером с клетку, содержащие мембраны хлоропластов шпината и компоненты ферментативного цикла для синтеза органических молекул из углекислого газа…

…каждая третья женщина европейского происхождения имеет «неандертальский» вариант рецептора гормона прогестерона, связанный с повышенной рождаемостью, более редким кровотечением на ранних сроках беременности и меньшим количеством выкидышей…


>>
20.05.2020 18:30:00

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

>>
18.05.2020 19:00:00

Коронавирусы: в семье не без урода

Найдены молекулярные отличия более патогенных коронавирусов от менее патогенных. Пока не вполне ясно, как эти отличия работают. Но возможно ученые смогут понять, почему настолько похожие инфекционные агенты приводят к таким разным последствиям для человека.

>>
13.05.2020 17:00:00

…из-за снижения транспортных потоков во время пандемии коронавируса уменьшились сейсмические шумы в коре Земли; специалисты считают, что это облегчит мониторинг слабых землетрясений, вулканической активности и других сейсмических событий...

…6 марта с мыса Канаверал стартовала миссия Space X CRS-20, которая доставит на МКС 250 пробирок со стволовыми клетками человека; на протяжении месяца они будут развиваться в кости, хрящи и другие ткани в условиях невесомости...

…по мере того как на рынок выходят художественные произведения, разработанные с помощью генеративных алгоритмов и когнитивной робототехники, встает вопрос об авторском праве на них…

>>