В России создали композит с уникальными свойствами для электроники

Томские специалисты разработали керамический композит, выдерживающий температуры свыше 3000 °C. Рассказываем об уникальной градиентной структуре, способности к самозалечиванию и перспективах применения материала в разных отраслях.

Ученые из Института физики прочности и материаловедения СО РАН создали уникальные слоисто-градиентные керамические композиты, способные выдерживать температуры свыше 3000 °C. Новый материал, созданный на основе оксида алюминия и карбида циркония, может стать прорывом для термоизоляции в энергетике и аэрокосмической отрасли, говорится на сайте Российской академии наук.

Главной особенностью разработки стала градиентная структура: свойства материала плавно меняются от слоя к слою. Композиты изготавливаются методом горячего прессования в вакууме. Процесс начинается с чистого оксида алюминия, затем послойно добавляется карбид циркония, а между ними формируются промежуточные слои из смеси обоих компонентов в разных пропорциях.

Как объяснил научный сотрудник лаборатории Алесь Буяков, секрет прочности кроется в балансе. Из-за разницы коэффициентов теплового расширения материалы ведут себя по-разному при нагреве. Карбид циркония создает сжимающие напряжения, которые блокируют распространение трещин, а оксид алюминия, наоборот, подвержен растягивающим нагрузкам. Градиентная структура позволяет сгладить эти различия, минимизируя риск расслоения и дефектов. Оптимальное количество слоев для максимальной трещиусточивости — пять или шесть.