​​​Новосибирские ученые сумели улучшить один из самых нужных в современной промышленности материалов: в Институте катализа испытывают новый метод получения керамики. 

Сделать производство керамики более энергоэффективным намерены новосибирские химики. Речь не идёт о бытовой утвари и керамической посуде. Материалы на основе кремния используют в различных промышленных отраслях от авиации до машиностроения. 

Учёные Института катализа СО РАН решили улучшить свойства керамики и удешевить процесс её изготовления. На разработку нового способа получили поддержку Правительства Новосибирской области в виде гранта. Керамические материалы широко распространены, используются в авиапромышленности, космических технологиях, в деталях двигателей, бронежилетах, подшипниках. Но у керамики есть существенный минус ─ хрупкость. Новосибирские химики предлагают своё решение, как сделать один из самых востребованных материалов на планете более прочным и менее дорогим. 

Углеродные нанотрубки ─ один из главных ингредиентов химического коктейля. Преобразуясь в ходе ряда реакций, они армируют карбид кремния ─ основу керамического материала. Смешивать компоненты пытались многие, однако только новосибирцы разработали действительно эффективную технологию. 

Учёные синтезируют углеродные нанотрубки на основе газа этилена в реакторе. Этот процесс сложный и трудоёмкий. Его производительность ─ 3 тонны нанотрубок в год. Этого достаточно для получения 300 тонн готового композита. 

«Смешать порошок нанотрубок с матрицей карбида кремния ─ процесс с кучей параметров, которые мы оптимизировали и научились получать смеси с равномерным распределением компонентов. Это является ключевой задачей для получения композитов с улучшенными свойствами», ─ пояснил старший научный сотрудник Института катализа СО РАН Сергей Мосеенков. 

Свойства модифицированной таким образом керамики, по оценке учёных, улучшатся если не в разы, то на десятки процентов: твёрдость ─ на треть, устойчивость к появлению трещин ─ вполовину. 

«Трещиностойкость ─ это очень важный показатель. Вообще, свойства любого материала определяются по комплексу величин. Для керамики в данном случае критично трещиностойкость», ─ отметил заведующий лабораторией наноструктурированных углеродных материалов Института катализа СО РАН Владимир Кузнецов. 

Метод ещё и энергоэффективный. Оборудование ─ дешевле, затраты на электричество ─ меньше. 

«Экономия в том, что наш композит будет спекаться где-то на 500-600 градусов меньше, чем спекается керамика в настоящий момент. Что очень выгодно энергетически. Это уменьшит стоимость конечного продукта процентов на 15-20», ─ пояснил младший научный сотрудник Института катализа СО РАН Алексей Заворин. 

Следующим этапом учёные намерены подробнее изучить свойства керамики, полученной новым способом. А в перспективе, надеются, экспериментальной технологией смогут заинтересовать и производителей.

Автор: Олеся Герасименко.

Похожие новости

  • 11/11/2020

    В Новосибирске ученые разрабатывают новый способ получения сверхпрочной керамики

    ​Ученые Института катализа Сибирского отделения Российской Академии наук разрабатывают энергоэффективный способ получения керамических материалов на основе матрицы карбида кремния, модифицированной многослойными углеродными нанотрубками.
    2090
  • 16/12/2020

    Новосибирские ученые первыми в мире получили данные о механизме прохождения ценных промышленных газов через перспективный пористый материал ZIF-8

    ​​Ученые из лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем НГУ, сотрудники Института катализа СО РАН Даниил Колоколов, Александр Художитков и Александр Степанов совместно с другими исследователями провели работу по экспериментальному измерению диффузии легких углеводородов.
    1071
  • 12/02/2021

    АО «ЦПТИ» разработало цифровую модель центра с синхротроном последнего поколения «СКИФ»

    Центральный проектно-технологический институт (АО «ЦПТИ», предприятие Топливной компании Росатома «ТВЭЛ») представил цифровую информационную модель Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»), который будет построен под Новосибирском в 2023 году.
    1054
  • 21/10/2020

    ИК СО РАН и МИСиС создали совместную лабораторию

    ​В НИТУ «МИСиС» создана научно-исследовательская лаборатория MISIS Catalysis Lab, созданная совместно с Институтом катализа им. Г. К. Борескова СО РАН (г. Новосибирск). Основное направление деятельности — решение практических задач в области химического синтеза, промышленного катализа и аддитивных технологий.
    836
  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    7154
  • 11/02/2021

    Новосибирские учёные работают над технологией получения водорода из солнечного света

    Заработать на солнце – можно, уверены новосибирские химики: учёные работают над технологией,  позволяющей получить водород с использованием солнечного света.  Можно ли заработать на солнце? Вполне, подтверждают исследования новосибирских химиков.
    747
  • 24/12/2019

    Выбор РИА Новости: главные достижения российской науки 2019 года

    ​Ученые в России в нынешнем году получили знаковые результаты в самых разных областях – от астрономии до археологии, причем многие достижения имеют выходы на практическое применение. Примечательно, что существенную лепту здесь внесли не только признанные научные центры, но и ведущие отечественные вузы.
    3080
  • 29/04/2019

    Команда российских ученых выдвинула гипотезу о существовании жизни на Венере

    Ученые из Института космических исследований РАН, Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН и НГУ выдвинули гипотезу о существовании жизни на Венере. К таким выводам исследователей привела новая обработка панорамных изображений поверхности Венеры, полученных советскими аппаратами «Венера-9», «Венера-10», «Венера-13» и «Венера-14» в 1975—1982 годах.
    2732
  • 08/07/2021

    Минобрнауки России опубликовало список заявок, допущенных к конкурсу в рамках Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 - 2027 годы

     Опубликован Протокол № 2021-951-ФП5-2 первого этапа экспертизы заявок на участие в конкурсе на реализацию отдельных мероприятий Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 - 2027 годы.
    687
  • 11/02/2021

    И женское дело тоже: три истории новосибирских женщин-учёных

    ​​Возможность получать такое же образование, какое получают мужчины, у женщин появилась относительно недавно. В России, например, всего 103 года назад — после революции. Тем не менее женщины наукой всегда не просто интересовались, а двигали прогресс вперёд и совершали настоящие открытия.
    1128