​​​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.
    1680
  • 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.
    554
  • 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.
    408
  • 13/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 3

    ​Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2. Грозит ли программе "Академгородок 2.0" "электрический шок"? В последние годы жители Новосибирска столкнулись с новой напастью: с наступлением тепла на город периодически накатывает волна тошнотворных запахов.
    583
  • 24/09/2020

    Сибирские ученые создали полиэтиленовый «бронежилет» для радиолокационного оборудования

    Сибирские ученые модернизировали полиэтилен при помощи ультразвука и углеродных нанотрубок. В отличие от изначального материала, полученный композит обладает высокой диэлектрической проницаемостью и большей износостойкостью.
    720
  • 09/04/2019

    Переработку мусора обсудили на Международном форуме «Городские технологии — 2019»

    ​Вопрос с переработкой мусора в России в целом и в Новосибирске в частности сегодня стоит остро. На IV Международном форуме «Городские технологии — 2019» научные институты и производственные компании предложили свои решения этой проблемы.
    1019
  • 21/05/2019

    По итогам сочинского форума «Наука будущего — наука молодых»

    ​В Сочи завершились III Международная конференция «Наука будущего» и IV Всероссийский форум «Наука будущего — наука молодых». Мы попросили сибирских ученых, в них участвующих, рассказать, какие проекты они представляли на мероприятиях форума и с какими целями приехали сюда.
    1299
  • 26/07/2016

    Ученые СО РАН знают, как создать аэрогель

    ​Высокотехнологичные материалы, которые производят ученые новосибирского Академгородка, можно использовать не только в космических опытах или экспериментах на встречных пучках, но также в стеклопакетах и при теплоизоляции зданий.
    2086
  • 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.
    2014
  • 26/05/2020

    Наука будущего: беспилотник на солнечных батареях, обрывы проволоки и молекулярные ножницы

    Как совмещать открытия в медицине и в космической сфере, чем бактериальная целлюлоза поможет экологии планеты и можно ли излечить от болезни, отредактировав ДНК, — в материале портала "Будущее России.
    1083