碳化硅斷裂韌性提升1.5倍，俄羅斯開發新型飛機結構材料
近日，俄羅斯國家研究型工藝技術大學（NUST-MISIS）的科學家改進了用碳化硅制造陶瓷零件的技術，可將碳化硅斷裂韌性提升1.5倍，科研報告的作者表示，使用這種新材料將大大提高汽車、飛機和其他設備發動機的性能?？蒲袌蟾姘l表在《國際陶瓷材料》（Ceramics
International and Materials）期刊上。
文章主要作者Stepan
Vorotilo表示：“碳化硅陶瓷或可替代稀缺的含鈷、鎳和鉻的合金，它可用于制造渦輪機葉片和內燃機零件，能提高發動機的工作溫度，并可提高功率、牽引力、有效系數和生態性?！钡?，碳化硅陶瓷的問題在于對結構缺陷非常敏感，因此通常具有較低的拉伸和彎曲強度，以及較低的抗裂性。
科學家們發現了一種利用自蔓延高溫合成技術在碳化硅陶瓷中形成增強納米纖維來提高其燒結性能、提高抗彎強度和斷裂韌性的方法。合成過程分幾個階段進行。首先，硅、碳、鉭和聚四氟乙烯的粉末在行星球磨機中混合，然后在反應器中燃燒得到的混合物。納米纖維是在燃燒過程中形成的。在最后階段，產品已在真空爐中燒結。
Vorotilo解釋稱：“由于混合添加了鉭和聚四氟乙烯，我們成功地以碳化硅為基質，用增強的碳化硅納米纖維合成了一種新材料。它們激活了陶瓷的燒結并提高了材料的強度，因為它們可阻止裂紋的擴展?！?
根據研究人員的說法，由于形成納米纖維，可以顯著地降低陶瓷在真空爐中的溫度和保持時間——從之前1800-2000°C下的幾個小時降到現在1450°C只需1小時。未來，科學家計劃繼續致力于提高材料的抗裂性和強度的研究。