Прорыв в материаловедении. Российские физики создают уникальные покрытия для авиадвигателей

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) и Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали технологию сверхскоростного синтеза высокоэнтропийной керамики, которая может использоваться для создания термобарьерных покрытий авиационных двигателей. Новый метод позволяет получать материал всего за несколько секунд, что в тысячи раз быстрее традиционных подходов. Результаты исследования опубликованы в журнале Ceramics International.

Высокоэнтропийная керамика, созданная учеными, обладает уникальными свойствами: высокой прочностью, теплостойкостью и низкой теплопроводностью. Эти характеристики делают материал идеальным для применения в авиационной промышленности, электронике, ядерной физике и даже биомедицине. Как сообщает корреспондент Информационного агентства МАНГАЗЕЯ, ключевым элементом технологии стал промышленный ускоритель электронов ЭЛВ-6, который позволяет синтезировать керамику за 1–10 секунд.

Особенность высокоэнтропийной керамики заключается в ее структуре. Материал представляет собой твердый раствор из пяти и более неорганических соединений, что обеспечивает высокую энтропию и стабильность. «Конструирование таких материалов открывает новые горизонты для промышленности, — отметил ведущий научный сотрудник ТПУ Сергей Гынгазов. — Их свойства, такие как сверхвысокая прочность и теплостойкость, делают их незаменимыми в современных технологиях».

Традиционные методы синтеза высокоэнтропийной керамики требуют десятков часов и значительных энергозатрат. Однако технология, разработанная томскими учеными, позволяет сократить время синтеза до нескольких секунд. «Ускоритель ЭЛВ-6 уникален тем, что мощный электронный пучок выпускается в атмосферу, — пояснил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Михаил Голковский. — Это позволяет нам синтезировать материал практически мгновенно».

На данный момент ученые уже синтезировали образцы керамики с редкоземельными оксидами, которые придают материалу уникальные теплозащитные свойства. В будущем исследователи планируют усовершенствовать технологию и разработать методы синтеза высокоэнтропийной керамики со структурой перовскита, которая может быть использована для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Работы ведутся в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ) № 23-79-00014.