Улучшенные характеристики и управляемые свойства керамике придаёт состав — она представляет собой твёрдый раствор пяти и более составляющих, образующих общую кристаллическую решетку. «Космическая» керамика выдерживает нагрев до 2100 ℃, резкие перепады температуры и радиационное облучение. Из такой новой керамики можно изготавливать теплозащитные покрытия нового поколения для авиакосмической отрасли, электролиты для твёрдооксидных топливных элементов, подложки и изоляторы для бортовой электроники, а также конструкционные компоненты для космопланов и гиперзвуковых лайнеров.
«Мы работаем с высокоэнтропийными материалами под руководством нашего завкафедрой Вадима Карташова. Это новый класс сложных оксидов, которые состоят из пяти или более компонентов. При этом такие материалы не являются композитами, а представляют единый твердый раствор пяти и более составляющих, которые образуют общую кристаллическую решетку. За счет вариации этих компонентов мы можем влиять на свойства керамики», — объяснил соавтор работы, инженер кафедры редких металлов и наноматериалов УрФУ Роман Бастриков.
«Все образцы обладают высокой радиационной стойкостью, а некоторые сплавы и вовсе не „почувствовали“ облучение. Тогда как, например, у стабилизированного оксида циркония при этих же дозах облучения происходит изменение структуры», — добавил Роман Бастриков.
Коэффициент теплопроводности новой керамики ниже, чем у диоксида циркония, поэтому материал меньше подвержен разрушению. По коэффициенту термического расширения керамика хорошо сочетается с характеристиками металла, поэтому легче переносит изменения температуры и меньше деформируется с металлической основой. В совокупности эти свойства делают материал более надежным, износостойким и долговечным, отмечают исследователи.
Из полученных материалов можно выбрать по сумме разных свойств наиболее подходящие под конкретные цели и задачи и улучшать их, добавляют ученые, но над этим они планируют работать с индустриальными партнерами.
«В планах нашей научной группы — коммерциализировать технологию. Мы открыты к сотрудничеству с индустриальными партнерами по ряду перспективных направлений. Полагаем, что предложенные материалы способны занять собственную нишу на рынке, поскольку наукоемкие отрасли промышленности испытывают постоянную потребность в керамических материалах с заданным комплексом свойств», — заключил старший научный сотрудник кафедры редких металлов и наноматериалов УрФУ Федор Зыков.
.jpg)
