據NUST MISIS新聞處報道,1月22日,來自俄羅斯國立科技大學米西斯(NUST MISIS)的材料科學家成功開發出一種具有最大抗氧化能力的高強度陶瓷材料。該材料有望成為核工業及其他行業防護涂層和零件的重要基礎。
NUST MISIS研究員維羅尼卡·蘇沃洛娃(Veronika Suvorova)介紹稱,這種改進的材料能夠承受極端溫度,因此有望在耐磨元件中得到廣泛應用,特別是渦輪機和排氣系統,這些系統的熱穩定性至關重要。
據悉,該材料屬于高熵碳氮化物范疇,是一種含有大量碳和氮原子以及眾多其他化學元素的復雜陶瓷材料。高熵碳氮化物因其優異的機械性能、耐化學影響、耐熱、抗氧化和輻射性能而備受矚目。
研究人員指出,高熵碳氮化物的關鍵特性在很大程度上取決于材料中存在的添加劑和雜質。基于此,俄羅斯科學家深入研究了少量鋯和鈦以及這些金屬的組合形式作為添加劑,對基于鉿、鉭和鈮碳氮化物的陶瓷性能的影響。
蘇沃洛娃解釋說:“添加劑能夠壓實氧化過程中形成的氧化層,從而增強其阻隔功能并減少缺陷數量。這種更致密的結構能夠有效保護樣品免受氧氣滲透,進而防止進一步氧化。”
實驗結果顯示,通過添加鈦和鋯,陶瓷氧化過程開始的溫度從1005攝氏度提高到了1240攝氏度,同時與吸收氧氣相關的材料表面原子比重減少了83%。科學家們認為,這一發現將顯著延長由該陶瓷材料制成的零件的使用壽命,特別是在核反應堆和其他惡劣環境的工業設施中。