MEPhI 科学家开发出一种用于核工业和航空航天工业的超强材料

2025-01-23 17:24  来源:外媒    核材料  俄罗斯核电

MISIS大学的科学家们成功研发出一种新型陶瓷材料,该材料不仅具有高强度,还拥有卓越的抗氧化性能。这一突破性进展有望为核工业、航空航天以及汽车工业等领域提供可靠的保护涂层和关键零件。


MISIS大学的科学家们成功研发出一种新型陶瓷材料,该材料不仅具有高强度,还拥有卓越的抗氧化性能。这一突破性进展有望为核工业、航空航天以及汽车工业等领域提供可靠的保护涂层和关键零件。

据悉,这种新型陶瓷材料是通过在高熵材料的基础上添加钛和锆来强化基材的。高熵材料是一种由多种不同元素(通常超过五种)以等比例混合而成的特殊化合物,具有优异的机械性能、耐化学影响、耐热、抗氧化和耐辐射等特性,被视为现代技术中极具潜力的材料。

通过添加钛和锆,科学家们将材料的抗高温氧化能力提高了83%。改进后的材料能够更好地抵抗极端环境中的退化,特别是对于需要轻质的组件而言,这一改进尤为有效。实验结果显示,添加钛和锆组合后,材料的比增重显著下降,同时氮的引入也进一步降低了氧化过程中的比质量增益。

NUST MISIS的技术科学博士生、“结构陶瓷纳米材料”研究中心主任德米特里·莫斯科夫斯基表示:“与其他类型的陶瓷相比,高熵碳氮化物具有最佳的特性。我们的任务是详细研究它们,并为工业提供现成的解决方案。”

此外,这种新型陶瓷材料的氧化温度也得到了显著提升,从1005°C提高到了1240°C。这一改进使得该材料有望用于制造耐磨元件,如涡轮机和排气系统等,这些系统的热稳定性至关重要。

NUST MISIS“结构陶瓷材料”研究中心研究员Veronika Suvorova技术科学候选人指出:“添加剂使氧化过程中形成的氧化层变厚,从而增强其阻隔功能并减少缺陷数量。更致密的结构可以保护样品免受氧气渗透,从而防止进一步氧化。”

目前,该研究的详细结果已在《欧洲陶瓷学会杂志》上发表。这一新型高熵陶瓷材料的研发成功,为核工业等高科技领域的发展提供了强有力的支持,并有望在未来推动相关技术的进一步革新。

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