《新陶瓷材料可提高发动机性能》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2020-08-18
  • 创新连线·俄罗斯

    俄罗斯科学院结构宏观力学和材料学研究所改进了用碳化硅制造陶瓷零件的技术,使用这种新材料可大大提高汽车、飞机和其他设备发动机的性能。相关研究报告发表在《国际陶瓷》杂志上。

    碳化硅广泛应用于各个工业领域的半导体、结构材料和磨料中。由长石和石英砂制成的碳化硅陶瓷可以承受巨大的压缩力,但它对结构缺陷非常敏感,因此它的拉伸强度和弯曲强度都低,抗裂性也不好,从而限制了其用途。

    该研究所自传播高温合成科研中心科研人员斯捷潘·沃罗德洛表示:“碳化硅陶瓷或可替代稀缺的含钴、镍和铬的合金,可用于制造涡轮机叶片和内燃机零件,提高发动机的工作温度、功率、牵引力、有效系数和生态性。”

    斯捷潘·沃罗德洛表示,已经能够通过形成增强纳米纤维来改善碳化硅陶瓷材料的性能。他称,由于混合添加了钽和聚四氟乙烯,已成功地以碳化硅为基质,用增强的碳化硅纳米纤维合成了一种新材料。它们激活了陶瓷的烧结并提高了材料的强度,因为它们可阻止裂纹的扩展。另外,由于形成纳米纤维,显著地降低了陶瓷在真空炉中的温度和保持时间。

  • 原文来源:http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-08/18/content_451084.htm?div=-1
相关报告
  • 《俄开发具再生能力陶瓷复合材料》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2022-04-26
    • 俄罗斯科学院西伯利亚分院强度物理学与材料科学研究所科研人员开发出了一种能自我修复缺陷的陶瓷复合材料。新材料的任务是为高能系统和高速飞机提供热保护。   该研究所科研工作副主任斯韦特兰娜·布亚科娃表示:陶瓷将用于7倍音速的高速飞行器,陶瓷复合材料可广泛应用于涡轮机、航天器发动机和其他在高温条件下工作的机构装置。   由于在高温下这种陶瓷会在其表面形成玻璃涂层以阻断氧气的影响,因此对陶瓷的损坏部位可以进行“修复”,10分钟后,非氧化物陶瓷的性能就可以完全恢复。   斯韦特兰娜·布亚科娃称,新材料的硬度与金刚石相近,研制出的陶瓷可以承受高达2700°C的高温,而金刚石可承受的最高温度是2000°C。新材料是在3年的时间里研发出来的,目前正处在投入生产阶段。
  • 《俄罗斯科学家研发出环保且适用于多传感器的陶瓷材料》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2020-07-09
    • 作为国际科学家团队的一员,南乌拉尔州立大学的研究人员合成了适合于制造压力,温度,电场和磁场传感器的陶瓷材料。该材料对环境更加友好,属于多铁性合金。 环保传感器材料 材料科学领域的最新研究旨在研究多铁性材料的性质和结构。这些材料同时具有磁和电有序性,因此可以通过磁作用控制其电性能,反之亦然。 对于大规模生产,当今的主要目标是找到一种廉价且方便的材料,该材料具有磁电相互作用,极化,磁化强度,同时又符合环境标准。许多现代材料都含有铅,但其广泛使用会造成环境污染并对人体健康产生负面影响。 南乌拉尔州立大学从事现代材料开发的科学家认为,基于铋铁氧体的陶瓷可以满足现代要求。陶瓷形式的材料的制备使得可以相对快速地合成具有起始离子的各种化学取代的组合物,并评估化学取代对这种材料的结构和性质的影响。 由SUSU德米特里·卡尔平斯基,谢尔盖·特鲁汉诺夫(Sergey Trukhanov)和阿列克谢·特鲁汉诺夫(Alexei Trukhanov)组成的研究小组,用铋铁氧体(BiFeO3)的材料(最有前景的多铁性化合物之一)代替铁和铋离子,研究了BiFeO3-BaTiO3陶瓷的结构相变,发现材料的性能如何根据结构变形的类型而变化。获得的数据将允许开发基于复杂氧化物系统的新功能材料。 “我们使用创新的化学替代方案来合成材料。化学成分的选择使合成具有所谓亚稳态结构态的陶瓷成分成为可能。这些材料对外部因素(例如温度,电势和温度)高度敏感。磁场和压力。也就是说,它们可以被用来作为外部影响的传感器”,在高级研究员材料科学,物理和材料的化学性质的部门(材料科学与冶金工程学院,工程学院和技术)德米特里·卡平斯基(Dmitry Karpinsky)解释。 这项研究与来自SUSU的科学家一起,由乌拉尔联邦大学,罗兹工业大学(波兰)和阿威罗大学(葡萄牙)的代表参加。在国外的科学中心,进行了诸如通过电子和原子力显微镜研究材料成分的结构等实验。SUSU通过X射线衍射法对组合物的结构进行了分析。 从散装陶瓷到薄膜 在研究的最后,科学家揭示了取决于替代离子浓度的结构畸变的类型和大小之间的关系。它确定了压电特性(在机械应力作用下材料的极化)。获得了在各种温度和取代离子浓度范围内的数据。根据获得的结果,制作了一个相图。 “在选择了最佳的等效方案并对所得材料的结构和性能进行了全面分析之后,将进行工作以获得薄膜形式的已知化学成分,因为大多数情况下都需要这种形式的材料当然,谈论大规模生产还为时过早,但是作为技术发展的一部分,我们计划获得材料的试验批次,这将使我们能够评估这种材料在市场上的前景。以及这种合成技术的可扩展性,” Dmitry Karpinsky补充说。 科学家合成的材料可用于制造外部因素以及磁致伸缩和压电元件的传感器。