Ученые Томского политехнического университета усовершенствовали свойства керамических покрытий, предназначенных для эксплуатации при экстремально высоких температурах и в условиях агрессивных сред. Они повысили устойчивость карбида к окислению при нагревании до 1100 градусов, что открывает возможности для дальнейшего внедрения этих покрытий в элементы авиационных и аэрокосмических конструкций, пишет ТАСС.
Керамические материалы на основе карбида гафния и карбида циркония представляют собой особый класс веществ, обладающих выдающимися термомеханическими характеристиками и высокой химической устойчивостью. Эти качества делают их идеальными для применения в экстремальных условиях, характеризующихся высокими температурами и воздействием агрессивных сред. Тем не менее главным препятствием для массового использования выступает их способность быстро разрушаться из-за интенсивного окисления при нагревании больше 500 градусов, что ведет к постепенному ухудшению характеристик материала, появлению трещин и отслаиванию защитных слоев.
Один из способов решения проблемы — применение легирования, которое способствует образованию плотных, иногда самовосстанавливающихся оксидных пленок. Но обычное легирование нередко снижает характеристики исходного карбида. Ученые считают более многообещающей концепцию энтропийной стабилизации многокомпонентных карбидов. Такие сплавы демонстрируют синергию, называемую эффектом «коктейля», объединяя лучшие качества каждого компонента.
К преимуществам относятся уменьшение количества дефектов и сохранение структуры материалов при различных температурах, увеличение теплопроводности и сопротивляемости эрозии, повышение защиты от окисления. Особенно привлекательны тонкие пленки высокоэнтропийных сплавов. Их можно использовать в качестве переходного слоя между обычными теплозащитными покрытиями и жаропрочными основаниями. Данные сплавы отличаются исключительной устойчивостью к расслаиванию даже при многократных термоциклах.
По словам экспертов, разработанные покрытия обладают значительно большей устойчивостью к окислению по сравнению с материалами на основе чистых карбидов гафния и циркония (примерно в 20 раз), а также с материалами, легированными лишь алюминием или хромом (примерно в 7 раз).
Ранее в России разработали новый метод генерации суперконтинуума. Предложенная отечественными учеными технология открывает новые перспективы для медицины и квантовых исследований. Рассказали, в чем заключается ее суть.
