В ИСМАН разработан новый эффективный метод получения ультравысокотемпературных керамик

Учеными ИСМАН был открыт эффективный метод получения ультравысокотемпературных керамик с высокими физико-механическими характеристиками. В процессе исследований удалось получить улучшенный керамический материал TixZr1-xC.

 Черноголовка, 21.10.2023 – Дом ученых НЦЧ РАН

Ультратугоплавкие керамические материалы обладают рекордно высокими температурами плавления, твердостью, химической стойкостью и представляют значительный интерес для использования в современных отраслях промышленности: аэрокосмической, ядерной, металлообрабатывающей. Разработка эффективных методов получения таких материалов с высокими физико-механическими характеристиками — важная задача современного  научного мира.

В Лаборатории энергетического стимулирования физико-химических процессов (ИСМАН), которой руководит доктор физико-математических наук Владимир Андреевич Щербаков, изучают ультравысокотемпературные керамики. Такие керамики создаются на основе карбидов [1] переходных металлов, а также самораспространяющегося высокотемпературного синтеза [2] и электротеплового взрыва [3]. Результаты работы были опубликованы в октябре 2023 г. в высокорейтинговом журнале «Materialia» [4].

Рисунок 1. Фото полученного ультратугоплавкого материала и режущие пластины, изготовленные из него (ИСМАН)

Рисунок 2. Процесс получения материала TixZr1-xC

Примечания:

1. Карбиды — химические соединения углерода с другими элементами, чаще всего металлами. Карбиды обладают высокой твердостью и температурой плавления, используются в различных областях, от производства абразивных материалов до создания композитных материалов.
2. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез — процесс перемещения волны химической реакции по смеси реагентов с образованием твердых конечных продуктов, проводимый с целью синтеза веществ материалов. СВС представляет собой режим протекания сильной экзотермической реакции, в котором тепловыделение локализовано в слое и передается от слоя к слою путем теплопередачи. 
3. Электротепловой взрыв — экспериментальный метод, позволяющий исследовать механизм и кинетику высокотемпературных быстропротекающих экзотермических реакций, при температурах до 4000 К с характерными временами превращения менее 1 м/сек. 
4. Materialia: V.A. Shcherbakov, I.E. Semenchuk, A.N. Gryadunov, G.R. Nigmatullina, A.E. Sytschev, M.I. Alymov, A.G. Padalko. Вarothermic treatment of TixZr1-xC mixed carbides produced by MA-SHS consolidation. 2023. Vol. 32. № 101924. https://doi.org/10.1016/j.mtla.2023.101924

 Анна Дацюк,  Владимир Щербаков, Илья Семенчук