Vyvinuli úplne nové vysokoentropické keramické materiály s výnimočnými vlastnosťami.
Lietadlo nad oblakmi. Zdroj: iStockphoto.com
Materiáloví vedci SAV prichádzajú v rámci ukončeného výskumného projektu s riešením, ktoré by mohlo do budúcna zrýchliť let lietadiel. Vyvinuli úplne nové tzv. vysokoentropické keramické materiály s výnimočnými vlastnosťami nielen pri izbových teplotách, ale najmä pri výrazne vysokých teplotách až nad 2500 stupňov Celzia.
Hlavným riešiteľom projektu je Ústav materiálového výskumu SAV, v. v. i., spoluriešiteľom je Ústav anorganickej chémie SAV, v. v. i., a na téme participovala aj skupina vedcov z Queen Mary University v Londýne.
Štruktúra nového kompozitného materiálu tvoreného z jednofázovej karbidovej matrice a SiC tyčiniek (whiskerov) a znázornenie mechanizmu brzdenia šíriacej sa trhliny vo forme vetvenia na SiC tyčinke. Zdroj: ÚMV SAV
Excelentná stabilita a odolnosť
„Materiály na báze karbidov prechodových kovov sú určené na prácu a použitie v extrémnych podmienkach ako špecifické komponenty pre vesmírne aplikácie, výhrevné elementy do pecí či žiaruvzdorné komponenty. Takéto aplikácie vyžadujú excelentnú tepelnú stabilitu, supervysokú tvrdosť i výbornú odolnosť proti treniu a opotrebeniu,“ povedal Ján Dusza z Ústavu materiálového výskumu SAV, v. v. i.
V rámci spomínaného projektu boli pripravené nové jednofázové systémy vysokoentropických karbidov (Mo–Nb–Ta–V–W)C s vynikajúcimi vlastnosťami. Výskum pokračoval vývojom zložených kompozitov. Pridaním ďalšej zložky karbidu kremičitého (SiC) vo forme tyčiniek (whiskerov) do (Hf-Ta-Zr-Nb-Ti)C matrice bol vyvinutý materiál so zlepšenými vlastnosťami, ako sú tvrdosť, pevnosť a húževnatosť. SiC tyčinky v danom materiáli totiž zabezpečili aktívny spevňujúci mechanizmus brzdenia šíriacich sa trhlín inak krehkej keramiky.
Rovnako sa materiál vylepšoval vývojom jemnozrnných dvojfázových keramických materiálov zložených z karbidových a boridových zŕn.
Pozrite si
Skrátenie letového času
Následne tento zaujímavý výskum podnietil podanie a riešenie ďalších nových projektov na Ústave materiálového výskumu. V budúcnosti bude v spomenutej oblasti na Slovensku výskum smerovať k príprave keramiky stabilnej pri ultravysokých teplotách, ktoré nedokážu zvládnuť žiadne iné doposiaľ známe materiály.
„Vo svete sa daným výskumom zaoberá niekoľko významných výskumných centier v USA, Taliansku či Číne. Slovenská republika sa spolu s Veľkou Britániou stala ich rovnocenným partnerom. Význam tohto smeru bádania by mohol raz viesť až k výrobe lietadiel, pri ktorých by sa výrazne skrátil letový čas medzi jednotlivými kontinentmi,“ dodal materiálový vedec.
Zdroj: SAV
(JM)
