В России разрабатывают сверхскоростной синтез нанокерамики для лопаток авиадвигателей

В Томске и Новосибирске ученые создают новые технологии создания термобарьерных покрытий для конструкционных элементов газотурбинных двигателей (ГТД) самолетов. Речь идет о новых материалах на основе оксидной керамики с уникальными прочностными и теплозащитными свойствами — их наносят на лопатки ГТД. Так, в начале 2025 года исследователям Томского Политеха и Института ядерной физики имени Будкера СО РАН удалось добиться сверхвысокой скорости синтезирования нанокерамики в диапазоне от 1 до 10 секунд.

Как отмечают авторы научно-исследовательского проекта, подобная керамика создается при помощи технологий синтеза, но существующие способы занимали много времени. Процесс твердофазного синтеза высокоэнтропийной керамики длится десятки часов и включает в себя множество дополнительных энергоемких стадий. В России используется нестандартный подход к синтезу нанокерамики — нагревом быстрыми электронами на воздухе на промышленном ускорителе.

Для работ применяется уникальная отечественная установка — Стенд ЭЛВ-6. Это единственная в мире установка, где мощный непрерывный электронный пучок выпускается в атмосферу. Характеристики пучка позволяют синтезировать материал за 1 секунду. То есть из порошка, представляющего смесь разных составов, в России быстро и без лишних технологических этапов за секунды получают монолитный материал, состоящий из единого химического соединения.

Как объясняют российские ученые, нанокерамические материалы позволяют выйти на недостижимые ранее свойства: сверхвысокая прочность, высокая теплостойкость, низкая теплопроводность, колоссальная диэлектрическая проницаемость, суперионная проводимость, сильный анизотропный коэффициент теплового расширения, сильное поглощение электромагнитных волн. Разумеется, перспективы применения новых технологий и материалов не ограничиваются только авиационной отраслью.

На фото вверху: Схема и фото элементов российского устройства для переработки порошка с мощным пучком быстрых электронов: 1 – промышленный ускоритель ЭЛВ-6; 2 – устройство для выпуска электронного пучка в атмосферу; 3 – устройство сканирования электромагнитного луча; 4 – медная кювета с порошком для обработки; 5 – стол для перемещения кюветы под электронный луч.

По информации пресс-службы Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.