#керамика

Литейное производство занимается изготовлением деталей машин, механизмов и приборов из различных сплавов. Качественная отливка не должна отличаться по своим механическим характеристикам от эталонных образцов. Более 30 процентов расхождений возникает по причине попадания в расплав посторонних неметаллических частиц. Исправление таких отливок невозможно, в связи с чем необходимо убирать лишние включения заранее из расплавленного металла. Однако на сегодняшний день многие из существующих фильтров неэффективно очищают расплав — до 70 процентов полученных отливок остаются непригодными. Ученые Пермского Политеха разработали керамические фильтры с уникальной сложной внутренней структурой каналов, которая обеспечивает повышенную и постоянную степень очищения металла.

Исследователи из научного института «Росатома» в Троицке начали отработку методики по нанесению остеотропного покрытия для титановых имплантатов, которые получили аддитивным способом. Керамическое покрытие изделий по минеральной структуре похоже на кость и способствует сокращению процесса восстановления функции поврежденных тканей: имплантаты приживаются быстрее и не вызывают иммунного ответа. По словам ученых, их изделия будут способствовать процессу восстановления в два-три раза быстрее, чем обычно.

Литье по выплавляемым моделям — это традиционный способ изготовления деталей со сложными неровными поверхностями. В процессе литья важно полностью воссоздать форму и размер изделия из воска. Для создания внутренних полостей (они защищают детали от перегрева) в восковую модель помещают керамические стержни. Но убрать их уже после отливки сложно и трудоемко. Неполное удаление приводит к снижению эффективности охлаждения детали. Ученые ПНИПУ разработали и запатентовали способ изготовления керамических стержней, имеющих неравномерную прочность по глубине. Уникальная технология позволяет легко удалить материал. С ее помощью элементы нефтебурового оборудования, агрегатов сельского хозяйства, автомобилей и самолетов будут прочнее, а их производство — экономичнее.

Авторы нового исследования рассказали, какой из современных напитков надо попробовать, чтобы почувствовать себя жителем Римской империи.

Отходы горнорудных производств могут быть перспективным сырьем для получения современных строительных материалов. Это доказывает новое исследование ученых из Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева и Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН. В нем описаны технологические условия получения вспененных стеклокерамических материалов из хвостов обогащения алмазов месторождения имени Ломоносова в Архангельской области.

Для сохранения металла лопаток газотурбинных двигателей от высоких температур применяют теплозащитные покрытия, которые состоят из нескольких слоев. Эффективным способом получения слоистого материала является искровое плазменное спекание, когда слои из порошка уплотняются благодаря импульсному току и нагрузке. Формирование теплозащитных покрытий таким методом в России практически не изучено. В настоящее время в качестве верхнего керамического слоя покрытия широко применяют диоксид циркония, который используется также в ядерной энергетике, пиротехнике и медицине. Однако рабочая температура его применения ограничена (не выше 1200 градусов). Ученые Пермского Политеха предлагают перспективный теплозащитный керамический материал на основе соединения циркония и редкоземельных элементов. Исследование позволит перейти на отечественное производство теплозащитных покрытий для деталей газотурбинных двигателей.

В современном мире нужны материалы, способные длительное время работать при агрессивном воздействии кислорода и высоких температур. Они требуются, например, для обшивки космических аппаратов, крыльев авиационной техники, деталей воздушно-реактивных и ракетных двигателей. Таким материалом может быть композитная ультравысокотемпературная керамика: различные ее виды выдерживают температуру выше 2000 градусов Цельсия. В состав такой керамики обычно вводят разные добавки, благодаря которым на поверхности материала образуется слой c защитными свойствами. Ученые ПНИПУ выяснили, что добавление оксида лантана улучшает устойчивость к окислению композитной керамики на основе диборида циркония.

Впервые в России химики Университета Лобачевского получили прозрачную керамику со структурой фторапатита для лазеров ближнего ИК-диапазона. «Выстрел» таким лазером в тучу воздушных отходов позволит определить концентрацию вредных веществ в атмосфере. В медицине подобные установки широко применяются для малоинвазивных операций в хирургии и косметологии. Их импульсы не сжигают, а испаряют кожу при разрезе. Кроме того, лазеры ближнего ИК-диапазона могут использоваться для накачки более длинноволновых лазерных установок.

Материаловеды Томского государственного университета впервые доказали возможность синтеза высокоэнтропийной керамики из системы Hf-Ti-FeV-Cr-N методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Исследователи предполагают, что благодаря высокой температуре плавления элементов такую керамику можно будет использовать для создания жаропрочных элементов в установках нефтедобывающей и аэрокосмической отраслях, газотурбинных установках.

Керамика? Пробивает броню? Это неожиданно, но лишь на первый взгляд. Керамические бронебойные сердечники работают давно и уверенно, прошли долгий путь эволюции и продолжают развиваться. Действие керамики в броне эффективно и интересно. Naked Science рассказывает о «броневой керамике» подробнее.

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из НИТУ МИСИС и Университета Вирджинии разработали экологичную технологию обескремнивания активированного цирконового концентрата при температуре 80-90 градусах с последующим получением бадделеита. Такой метод позволит использовать отечественное сырье для производства металлического циркония и бадделеитовой керамики, необходимых для атомной отрасли, черной и цветной металлургии.

На юге Ирака идут раскопки Лагаша — одного из самых ранних крупных городов мира. Исследователи уже обнаружили городские кварталы и выделили отдельные общественные здания, в том числе древнешумерское кафе.

Ранее ученые считали, что керамика — признак уже оседлых и земледельческих групп. Теперь оказалось, что не только их создание, но и быстрое распространение — дело рук совсем других обществ.

Новый технологический способ изготовления безопасной радиоизотопной продукции в виде источника ионизирующего излучения (ИИИ) открытого типа предложили ученые Дальневосточного федерального университета. Из этой продукции можно будет создавать важные устройства для космических, медицинских, радиационных, ядерных, строительных, ресурсодобывающих и многих других технологий. Например, радионуклидные термоэлектрогенераторы и тепловые установки.

Исследователи из Пермского Политеха предложили способ получения пористой проницаемой керамики. Ее можно использовать для изготовления фильтрующих материалов и получения катализаторов в нефтехимической промышленности и энергетике. В частности, такую керамику применяют на производстве для очистки горячих жидкостей и газов от патогенных микроорганизмов или пылевидных частиц – например, сажи. Пористый материал улавливает металлы и соли. В отличие от аналогов, изобретение позволяет «управлять» структурой материала и задавать ее заранее.

Сегодня для строительства зданий и сельского хозяйства используют в том числе обводненные земли. Для отведения воды применяют подземные и наземные гидродренажные системы: каналы, коллекторы, трубопроводы, водохранилища, плотины, дамбы, насосные станции и водозаборы. Они обеспечивают оптимальный водный, воздушный, тепловой и питательный режим почв. Но такие системы могут отрицательно влиять на геосферу, так как материалы (например, пластики), из которых их производят, не всегда экологичны. Исследователи из Пермского Политеха оценили безопасность применения различных материалов и выделили наиболее экологичные из них.

Новый композит на основе нитрида бора демонстрирует свойства обычной керамики, но при нагревании не трескается, а плавится, поэтому ему можно придать любую нужную форму.

Ученые из Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра и НИИ физики Южного федерального университета изучили процесс получения полупрозрачной люминесцентной керамики различными методами и сравнили характеристики полученных материалов. Найденные базовые параметры получения полупрозрачной и высокопрочной люминесцентной керамики ниобата иттрия позволяют существенно расширить область ее применения, удешевить, ускорить и сделать более предсказуемым производство сцинтилляционных детекторов.

Твердая стеклокерамика остается прозрачной, но начинает люминесцировать под действием механического стресса.

Возможно, люди поклонялись маленькой статуэтке как божеству воды больше двух с половиной тысяч лет назад.