Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с Институтом ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН совершили революцию в материаловедении. Они разработали технологию сверхбыстрого синтеза высокоэнтропийной керамики с помощью пучка ускоренных электронов. Новый материал, созданный всего за 10 секунд, обладает уникальной прочностью, термостойкостью и низкой теплопроводностью, что открывает возможности для авиации, энергетики и медицины.
Как работает технология?
Процесс синтеза проходит на промышленном электронном ускорителе ИЯФ СО РАН. Установка позволяет:
- Получать керамику с заранее заданными свойствами;
- Контролировать состав материала (5+ неорганических компонентов);
- Достигать рекордной скорости производства — до 10 секунд на образец.
Благодаря хаотичному расположению элементов в кристаллической решетке, материал приобретает исключительную устойчивость к экстремальным температурам и механическим нагрузкам.
Где применяется инновационная керамика?
- Авиация: Термобарьерные покрытия для лопаток газотурбинных двигателей.
- Энергетика: Компоненты для преобразования солнечной энергии в электрическую.
- Биомедицина: Импланты и инструменты с повышенной износостойкостью.
- Электроника: Диэлектрики и элементы для поглощения электромагнитных волн.
«Наша разработка востребована во всех промышленных секторах, — подчеркивает доктор технических наук Сергей Гынгазов (ТПУ). — Например, керамика с перовскитной структурой (материал, похожий на минерал перовскит) может стать основой для солнечных батарей нового поколения».
Почему это важно для России?
Главная цель проекта Томского политехнического университета — создание термоизоляционных покрытий для авиадвигателей, что снизит их стоимость и повысит КПД. Уже сейчас:
- Синтезированы образцы с рекордными показателями теплозащиты;
- Оптимизированы параметры электронно-лучевой обработки;
- Запущены работы по адаптации технологии для керамики с перовскитной структурой.
Перспективы технологии
«Электронно-лучевой метод — это основа для производства материалов с недостижимыми ранее свойствами, — отмечает Сергей Гынгазов. — Например, высокоэнтропийная керамика может заменить традиционные сплавы в экстремальных условиях, таких как космос или ядерные реакторы».
В ближайших планах ТПУ — масштабирование технологии и сотрудничество с промышленными предприятиями для внедрения разработки в производство.
