Ученые создают наноструктурированный керамический материал для двигателей

ceramicaСотрудники Санкт-Петербургского государственного университета поставили своей задачей создать наноструктурированный керамический материал, включающий в качестве основных компонентов нитрид бора, карбид кремния и алюминий, пригодный для работы в газотурбинном двигателе.

Для этого они провели компьютерное моделирование процесса распространения трещины в такого рода материале и определили его оптимальную структуру. Затем они разработали так называемый кермет – предшественник керамики и с помощью испытаний показали, что заготовку из этого кермета можно обрабатывать как механически, так и электроэрозионно.

Полученная впоследствии керамика практически не изменяет свои размеры (усадка не превышает 0,8%), чего до сих не удавалось достичь. Испытания показали, что из новой керамики можно изготавливать элементы высокотемпературного тракта газотурбинного двигателя, что, несомненно, будет востребовано при проектировании экономичных двигателей, не требующих охлаждения.

Двигатель, сделанный из керамики, выгодно отличается от металлического тем, что он может работать при более высокой температуре, в агрессивной среде и не требует охлаждения. Кроме того, керамика, как правило, не содержит дорогих металлов вроде вольфрама, молибдена или рения. В результате возрастает и экономичность, и ресурс работы двигателя. Однако материалы для такого двигателя хрупки и плохо поддаются обработке, поэтому до сих пор керамические газотурбинные двигатели не созданы.