Исследователи из Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина разработали состав и режимы изготовления композиционной циркониевой керамики, позволяющие преодолеть ее главный недостаток — хрупкость. Добавление диоксида кремния обеспечило керамике пластичность при комнатной температуре. Более того, после деформации свойства материала можно восстановить с помощью термической обработки.
Циркониевая керамика и композиты на ее основе обладают уникальным сочетанием превосходных механических свойств с термической, химической и радиационной стойкостью, а также биоинертностью. Благодаря этим свойствам материал имеет широчайшую область практических приложений — от жаропрочных тиглей до твердотельных топливных элементов и от имплантатов до бронеэлементов.
«Традиционная циркониевая керамика и большинство ее композитов по своей природе хрупки, что накладывает соответствующие ограничения на их применение. Наше решение заключается в управлении соотношением «состав — структура — свойства». Введение в керамику специальных добавок, в частности SiO₂ в строго ограниченных концентрациях, не только обеспечивает проявление пластичности при комнатной температуре, но и повышает ее прочность», — рассказал один из авторов исследования профессор кафедры теоретической и экспериментальной физики Державинского университета, доктор физико-математических наук Александр Дмитриевский.
Ученые также разработали специальные режимы термообработки, обеспечивающие восстановление фазового состава пластически деформированной керамики и, соответственно, ее способность к повторной деформации. В будущем такие керамики могут применяться в изделиях, подверженных высоким механическим и термическим нагрузкам.
Источник: Минобрнауки России