Найден более быстрый и эффективный способ создания высокоплотной керамики

28 февраля 2013
0

Один из исследователей, работающих в Государственном университете Северной Каролины (США), разработал технологию создания высокоплотных керамических материалов, которая требует намного меньших температур, чем другие современные методики, а также позволяет осуществлять производство за секунды, а не часы. Керамика применяется для создания самых разных объектов, в частности, средств индивидуальной бронезащиты, топливных элементов, свечей зажигания, ядерных стержней и сверхпроводников.

Найден более быстрый и эффективный способ создания высокоплотной керамики
— Найден более быстрый и эффективный способ создания высокоплотной керамики

В керамической промышленности применяется процесс, известный как «спекание» и предполагающий прессовку керамических порошков (например, диоксида циркония) в желаемую форму с последующим воздействием высоких температур, в результате чего частицы порошка образуют твердый, но слегка пористый материал. Новое исследование, проведенное доктором Джеем Нарайаном из Государственного университета Северной Каролины, может произвести революцию в технологии спекания. Две статьи на эту тему были опубликованы на сайте издания Scripta Materialia.

Новая методика селективного плавления позволяет осуществлять спекание стабилизированного иттрием диоксида циркония при температуре 800°С вместо традиционных 1450°С. Более того, используя эту методику, можно производить спекание диоксида циркония менее чем за секунду и создавать материал вообще без пор. Для сравнения: традиционные технологии спекания требует от 4 до 5 часов.

«Эта методика позволяет достичь «теоретической плотности», т.е. полностью избавляет материал от пор», — говорит Нарайан. – «Это повышает прочность керамики, а также улучшает ее оптические, магнитные и другие свойства».

Ключевым элементом предложенного Нарайаном способа производства является приложение к материалу электрического поля (примерно 100 В на см). Присутствие поля вызывает небольшие изменения в межзеренных границах материала (тех местах, где встречаются атомы разных кристаллов), а именно притягивает так называемые «дефекты» к границе. Эти дефекты состоят из пустот (в них отсутствуют атомы), способных нести заряды. Дефекты заряжены отрицательно и привлекают в эту область электрический ток, за счет чего вдоль межзеренной границы повышается температура. Увеличение температуры в определенных областях означает, что материал может спекаться при намного более низкой внешней температуре, поскольку спекание производится посредством селективного сплавления межзеренных границ и объединения кристаллов.

Комментарии (0)

    Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.

    При использовании материалов данного сайта прямая и явная ссылка на сайт www.radiomaster.net обязательна. 1.4613 s
    Яндекс.Метрика Rambler's Top100