Специалисты Института химии Коми научного центра УрО РАН совместно с коллегами из Института металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН получили новый жаропрочный материал, не имеющий аналогов в мире.
Разработка была представлена ко Дню российской науки, который ежегодно отмечается 8 февраля, пишет портал «Комиинформ».
Исследователям удалось синтезировать керамику нового поколения, способную сохранять прочность при температурах до 1600 градусов и при этом поддающуюся механической обработке, как металл. Внешне материал напоминает металлический брусок, однако отличается малым весом и уникальным сочетанием свойств. С научной точки зрения это MAX-фазная керамика на основе карбид-силицида титана, легированная цирконием, что обеспечивает ей одновременно прочность керамики и пластичность металла.
Как поясняют ученые, ключевую роль в свойствах материала играет его кристаллическая структура. На наноуровне плотные и жесткие слои чередуются с более пластичными прослойками, что позволяет материалу выдерживать ударные нагрузки, не разрушаться и не подвергаться коррозии. В отличие от традиционной керамики, новая разработка может обрабатываться на токарно-фрезерных станках, что открывает возможности для создания деталей сложной формы.
Испытания показали, что материал сохраняет высокую механическую прочность даже при экстремальных условиях эксплуатации. Он выдерживает значительные нагрузки и начинает проявлять пластичность лишь при температурах, близких к 1800 градусам. Такой температурный запас значительно превышает показатели существующих аналогов и делает разработку перспективной для использования в агрессивных средах.
Основой открытия стала оригинальная методика синтеза, аналогов которой в мировой практике пока не существует. Ученые применили нестандартный подход к восстановлению оксидов титана и циркония с использованием карбида кремния. Это позволило внедрить в кристаллическую решетку значительно большее количество циркония, чем считалось возможным ранее. Если прежний предел составлял около 15 процентов, то новая технология позволяет достичь уровня легирования свыше 60 процентов, что и обеспечило уникальные свойства материала.
Результаты работы прошли международную научную экспертизу и были опубликованы в авторитетном журнале Journal of Alloys and Compounds летом 2025 года. Публикация стала подтверждением того, что научное сообщество признало новизну и достоверность полученных данных.
Лаборатория керамического материаловедения Коми научного центра работает с момента основания института, а исследования в области MAX-фаз ведутся здесь более тридцати лет. Сегодня группа ученых продолжает изучать тугоплавкие высокотемпературные материалы, постепенно расширяя спектр возможных соединений и технологий их получения.
Новая керамика рассматривается как перспективный материал для авиационной и аэрокосмической техники, газотурбинных двигателей, элементов энергетических установок и защитных конструкций. При этом переход от лабораторных образцов к промышленному производству потребует масштабирования технологий и дополнительной подготовки специалистов. Интерес к разработке уже проявляют потенциальные заказчики, а исследования поддерживаются грантами Российского научного фонда.
Работа над материалами будущего продолжается. В ближайших планах ученых — эксперименты с внедрением в структуру новых элементов, которые могут еще больше повысить термостойкость и прочностные характеристики. В Коми научном центре отмечают, что научный поиск не останавливается, а впереди остается широкий простор для новых открытий.
Ранее мы сообщали, что в Коми с 1 марта ряду пенсионеров автоматически увеличат выплаты.
