Многослойная суперкерамика по образу и подобию перламутра

Новейшие технологии разрешают приобретать керамические вещества со многими превосходными качествами, включая высокую твердость и термоустойчивость при низком удельном весе. Но имеется у них и неизбывный недостаток. Керамические изделия растрескиваются при вибрациях и ударах, что очень сильно ограничивает возможности их применения.

К примеру, керамики до тех пор пока что не удается применять в производстве реактивных и ракетных двигателей либо автомобильных шасси, не смотря на то, что они для этого весьма подходят по многим параметрам.

Быть может, что в недалеком будущем решения этих задач станут более настоящими. Сотрудники Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory -Berkeley Lab) и Калифорнийского университета сказали, что им удалось изготовить многослойную керамику, владеющую высокой твердостью при малой хрупкости.

Разработчики утверждают, что их изделие по прочностным качествам есть полным рекордсменом среди керамических материалов.

Роберт Ритчи и несколько исследователей

Научный руководитель группы исследователей – доктор наук Калифорнийского университета Роберт Ритчи (Robert Ritchie), что в один момент есть начальником отдела в Berkeley Lab. Роберт Ритчи и его соавторы забрали за пример структуру перламутра, что выстилает изнутри раковины некоторых морских и пресноводных моллюсков. Он складывается из узких параллельных слоев углекислой извести (значительно чаще арагонита), скрепленных столь же узкими протеиновыми пленками.

Эти склеивающие прослойки компенсируют природную хрупкость арагонита и придают перламутру превосходную прочность, которая в две-три тысячи раз превышает прочность его компонентов.

Многослойная керамика

Ученые из Беркли вместо арагонита выбрали окись алюминия. Они создали разработку, которая разрешила создавать стопки из листков этого материала, прослоенных водяным льдом. На последнем этапе обработки лед испаряется и его место занимает полимер полиметилметакрилат, что делает ту же роль, что и протеиновые прослойки перламутра.

В итоге получается материал, что не уступает лучшим алюминиевым сплавам как по твердости, так и по устойчивости к сотрясениям. Данный керамический материал в 300 раз прочнее, чем его составляющие. Из него уже удается изготовлять объемные образцы сантиметровых размеров, цилиндры и бруски.

Доктор наук Ритчи и его коллеги не планируют останавливаться на достигнутом. Новый материал до тех пор пока что запрещено очень сильно нагревать – потечет полимерная склейка. Разработчики сохраняют надежду заменить ее железными наполнителями, не опасающимися больших температур.

При успехе и в действительности смогут показаться легкие керамические материалы, пригодные для изготовления авиационных двигателей и многих подробностей транспортного и энергетического оборудования.

C второй стороны, новый керамический материал содержит лишь 85 процентов алюминия в алюминий/полиметилметакрилатной комбинации. Полимер нужен для уменьшения трения, но практически не играется никакой роли в сопротивлении нагрузкам. Ученые собираются подобрать таковой заменитель полиметилметакрилату, что сможет делать обе функции.

Изучения были поддержаны Департаментом Науки Министерства Энергетики США.

Евгений Биргер

Случайные записи:

• Казанские ученые представили нанокомпозит исключительно для наружного применения
• Круизный лайнер загрязняет атмосферу диоксидом серы, как 376 млн автомобилей

Галич — По образу и подобию

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Час упражнений в день компенсировал риск от сидячего образа жизни

  Метаанализ, совершённый интернациональной группой исследователей,продемонстрировал, что ежедневные часовые физические упражнения умеренной интенсивности…

• Римляне и гунны перенимали образ жизни друг друга

  Отношения между варварами и жителями империи были сложнее, чем считалось ранее. С конца IV века н.э. основной угрозой для римских провинций стали гунны –…

• Ученые определили, каким образом перемещаются белки-биомоторы в клетке

  Ученые из Массачусетского Технологического Университета (MIT) выяснили, как происходит передвижение в клетке молекул белка-мотора – транспортного белка…

• Образ жизни меняет форму вашего подбородка

  Образ судьбы, как мы знаем, воздействует на многие нюансы здоровья, сейчас же английский антрополог показывает, что он кроме того изменяет форму…