Российские ученые создали сверхпрочную керамику для авиакосмической отрасли
Ученые УрФУ создали шесть составов высокоэнтропийной керамики, способной выдерживать нагрев до 2100 градусов, температурные перепады и радиацию. Материал может применяться в авиакосмической отрасли, бортовой электронике и энергетических установках.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 23 сентября./Наука новости/. Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) создали шесть составов высокоэнтропийной керамики, способной выдерживать нагрев до 2100 градусов, температурные перепады и радиацию. Материал рассчитан в том числе на применение в авиакосмической отрасли, сообщили в пресс-службе Минобрнауки.
«Опыты показали: новая керамика выдерживает высокие температуры (нагрев до 2100 °C), их перепад, радиацию», — говорится в сообщении.
Исследователи работают с высокоэнтропийными материалами — сложными оксидами, состоящими из пяти и более компонентов. Они не являются композитами: составляющие образуют общий твердый раствор с общей кристаллической решеткой. Изменяя соотношение компонентов, ученые могут управлять свойствами материала.
Полученная керамика отличается более низким коэффициентом теплопроводности по сравнению со стабилизированным диоксидом циркония, благодаря чему меньше подвержена разрушению. Ее коэффициент термического расширения хорошо сочетается с характеристиками металла, поэтому материал легче переносит изменения температуры и меньше деформируется вместе с металлической основой. Все образцы также показали высокую радиационную стойкость.
Сочетание полученных свойств позволяет использовать новую керамику для теплозащитных покрытий нового поколения в авиакосмической отрасли, электролитов для твердооксидных топливных элементов, подложек и изоляторов для бортовой электроники. Материал также рассматривается для конструкционных компонентов в гиперзвуковых приложениях, в том числе для космопланов и гиперзвуковых лайнеров.
Разработанные составы можно подбирать под конкретные задачи в зависимости от требуемого сочетания характеристик. Ученые также планируют продолжить работу над улучшением материалов совместно 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», — приводятся в тексте слова старшего научного сотрудника кафедры редких металлов и наноматериалов УрФУ Федора Зыкова.
Исследование и испытания материала
Свойства материала и результаты экспериментов опубликованы в Journal of the European Ceramic Society. Устойчивость к температурным перепадам и воздействию радиации специалисты УрФУ проверяли совместно с учеными Института химии твердого тела УрО РАН и Института электрофизики УрО РАН. Работу поддержало Минобрнауки России в рамках госзадания № FEUZ-2026-0009.
«Опыты показали: новая керамика выдерживает высокие температуры (нагрев до 2100 °C), их перепад, радиацию», — говорится в сообщении.
Исследователи работают с высокоэнтропийными материалами — сложными оксидами, состоящими из пяти и более компонентов. Они не являются композитами: составляющие образуют общий твердый раствор с общей кристаллической решеткой. Изменяя соотношение компонентов, ученые могут управлять свойствами материала.
Полученная керамика отличается более низким коэффициентом теплопроводности по сравнению со стабилизированным диоксидом циркония, благодаря чему меньше подвержена разрушению. Ее коэффициент термического расширения хорошо сочетается с характеристиками металла, поэтому материал легче переносит изменения температуры и меньше деформируется вместе с металлической основой. Все образцы также показали высокую радиационную стойкость.
Сочетание полученных свойств позволяет использовать новую керамику для теплозащитных покрытий нового поколения в авиакосмической отрасли, электролитов для твердооксидных топливных элементов, подложек и изоляторов для бортовой электроники. Материал также рассматривается для конструкционных компонентов в гиперзвуковых приложениях, в том числе для космопланов и гиперзвуковых лайнеров.
Разработанные составы можно подбирать под конкретные задачи в зависимости от требуемого сочетания характеристик. Ученые также планируют продолжить работу над улучшением материалов совместно 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», — приводятся в тексте слова старшего научного сотрудника кафедры редких металлов и наноматериалов УрФУ Федора Зыкова.
Исследование и испытания материала
Свойства материала и результаты экспериментов опубликованы в Journal of the European Ceramic Society. Устойчивость к температурным перепадам и воздействию радиации специалисты УрФУ проверяли совместно с учеными Института химии твердого тела УрО РАН и Института электрофизики УрО РАН. Работу поддержало Минобрнауки России в рамках госзадания № FEUZ-2026-0009.
