В МИСИС разработали стойкий материал для атомной и космической отраслей

При сверхвысоких температурах большинство традиционных материалов быстро выходят из строя. Такой температурный режим опасен не только сам по себе: он может многократно усиливать другие нагрузки. Например, при одновременном действии нагревания и механического стресса в материале быстрее появляются трещины. Все химические процессы – окисление, коррозия – при сверхвысоких температуре тоже идут активнее. При этом прочность детали снижается, а масса наоборот растет, так как кислород встраивается в кристаллическую решетку материала. Это также приводит к растрескиванию и даже полному разрушению. Поэтому для экстремально высоких температур и материалы нужны экстремально устойчивые.

Как раз такие материалы синтезируют российские специалисты под руководством Дмитрия Московских и Вероники Суворовой из Университета МИСИС. 
Среди их последних разработок –  керамический материал с высокой прочностью и максимальной устойчивостью к окислению.

За основу ученые взяли карбонитрид гафния с добавками тантала и ниобия, который известен своими тугоплавкими свойствами. Чтобы улучшить стойкость к окислению, в состав добавили цирконий и титан. При нагревании на поверхности такого материала быстро образуется плотный оксидный слой, поэтому дальнейшее окисление останавливается: кислород просто не может попасть внутрь. Подобрав идеальное соотношение титана и циркония, ученые смогли на 83% снизить прирост массы от высокотемпературного окисления. При этом температура начала окисления тоже заметно повысилась: с 1005 °C до 1240 °C.

Новый материал можно будет использовать для создания защитных покрытий для атомной, аэрокосмической и автомобильной промышленностей. Статья с результатами исследования вышла в журнале Journal of the European Ceramic Society.