Создана сверхстойкая к окислению керамика для атомной отрасли

МОСКВА, 22 января. /ТАСС/. Материаловеды из России разработали высокопрочный керамический материал с максимальной устойчивостью к окислению, который в перспективе станет основой для защитных покрытий и деталей в атомной отрасли и в других сферах промышленности. Об этом сообщила пресс-служба НИТУ МИСИС.

"Улучшенные материалы могут выдерживать экстремальную температуру, что делает их перспективными для износостойких элементов, в том числе турбин и выхлопных систем, где термическая стабильность имеет решающее значение", - пояснила научный сотрудник НИТУ МИСИС Вероника Суворова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Разработанный российскими учеными материал относится к категории так называемых высокоэнтропийных карбонитридов, сложно устроенных керамических материалов, содержащих в себе большое количество атомов углерода и азота, а также множество других химических элементов. Они обладают отличными механическими свойствами, устойчивостью к химическим воздействиям, нагреву, окислению и радиации.

Как отмечают исследователи, все ключевые характеристики высокоэнтропийных карбонитридов сильно зависят от того, какие добавки и примеси присутствуют в этих сложно устроенных материалах. Руководствуясь этой идеей, российские ученые изучили, как на свойства керамики на базе карбонитридов гафния, тантала и ниобия влияют присадки в виде небольших количеств циркония и титана, а также комбинации этих металлов.

"Добавки уплотнили оксидный слой, образующийся в процессе окисления, что усиливает его барьерную функцию и уменьшает количество дефектов. Более плотная структура защищает образцы от проникновения кислорода внутрь и, следовательно, предотвращает дальнейшее окисление", - отметила Суворова.

В частности, добавление титана и циркония позволило повысить температуру, при которой начинается процесс окисления керамики, с 1 005 градусов до 1 240 градусов Цельсия, а также на 83% снизить удельный прирост массы, связанный с поглощением атомов кислорода поверхностью данного материала. В перспективе это продлит сроки службы деталей, изготовленных из данной формы керамики для работы в атомных реакторах и других промышленных установках с агрессивной средой, подытожили ученые.