Исследователи Томского государственного архитектурно-строительного университета разработали новый подход к синтезу муллитовой керамики – материала, обладающего уникальной термостойкостью и устойчивостью к агрессивным средам. В рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом (№ 25-29-20237) и реализуемого совместно с Томской областью, учёные модернизировали электроплазменный стенд и выявили ключевые параметры, позволяющие получать материал с высокими эксплуатационными характеристиками за считанные секунды.
Традиционные методы получения муллитовой керамики требуют многочасового обжига при высоких температурах (до 1500–1600°C). Коллектив учёных предложил альтернативный метод – дуговой плазменный синтез. Этот подход использует высококонцентрированный поток энергии, который разогревает исходные компоненты, переводя их в неравновесное состояние. В ходе исследования был модернизирован электроплазменный стенд, что позволило в реальном времени отслеживать температуру расплава и динамику процесса.
– Наш метод позволяет сократить время синтеза с нескольких часов до 20–30 секунд, что кардинально повышает энергоэффективность процесса. Мы не просто создаем условия для синтеза тугоплавкой керамики, но и установили фундаментальные закономерности фазообразования в неравновесных условиях. Модернизация электроплазменного стенда в рамках гранта РНФ дала нам возможность точно управлять параметрами нагрева и отслеживать кинетику плавления. Полученные результаты открывают перспективы для создания керамики нового поколения, устойчивой к экстремальным нагрузкам, – отмечает руководитель проекта, ведущий научный сотрудник лаборатории «Наноматериалы и нанотехнологии» Валентин Шеховцов.
Разработанная технология открывает перспективы для энергоэффективного и высокоскоростного производства керамики с заданными свойствами, которая может найти применение в высоконагруженных конструкциях, металлургии и аэрокосмической промышленности.
Результаты работы опубликованы в журнале Ceramics International (Q1, IF: 5,6).
