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

10.01.2020 14:00:00

...астрономы беспокоятся, что многочисленные спутники связи, которые собирается запустить SpaceX и другие компании, помешают наблюдениям Вселенной...

...в эмбрион мыши пересадили донорские стволовые клетки, из которых у взрослой мыши сформировались полноценные легкие...

...зарождению современной европейской цивилизации непреднамеренно способствовала христианская церковь, введя запрет на близкородственные браки...


>>
25.12.2019 18:00:00

Оказывается, из облаков межзвездного и межгалактического газа может идти звездный снег. К такому выводу неожиданно пришли астрофизики из Гонконгского университета.

>>
24.12.2019 17:00:00

Казалось бы, что общего между Октоберфестом и эмиссией метана? Однако исследователи из Технического университета Мюнхена проанализировали экологические последствия фестиваля и оценили выброс природного газа за 16 дней празднований в 201 тыс. литров.

>>
03.12.2019 18:00:00

...43 астронома из восьми стран описали характеристики межзвездной кометы 2I/Borisov, открытой астрономом-любителем Геннадием Борисовым...

...анализ воздуха из антарктических ледяных кернов возрастом до 1,5–2 млн лет показывает, что увеличение длительности ледниковых циклов в последний миллион лет не было вызвано длительным снижением содержания СО2 в атмосфере...

...полностью парализованный человек с электродами, вживленными в мозг, с помощью искусственного интеллекта может управлять воображаемым карандашом...

>>
02.12.2019 18:00:00

Исследователи из Дании, Австралии и США открыли необычную особенность половой жизни пчел: после спаривания с трутнем зрение матки может катастрофически ухудшиться

>>