Трещины в новом керамическом композите затягиваются при комнатной температуре

Москва, 11:10, 13 Фев 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Команда исследователей из Университета Осаки показала, что трещины, появившиеся в композитах, содержащих окись алюминия и титан, как дисперсную среду, могут затягиваться при комнатной температуре.

Это – первый случай демонстрации подобного явления, сообщает sciencedaily.com. Метод позволяет восстанавливать керамические элементы, даже когда они находятся в устройстве, без больших расходов и использования высокотемпературной обработки. Результаты исследования представлены в Journal of the American Ceramic Society.

Ученые исследовали и создавали множество металлокерамических композитов. Но возможности структур были ограничены из-за разницы в связях компонентов, химической реактивности и размере частиц. Команда из Университета Осаки преодолела эти проблемы, оптимизировав процессы синтеза и прокаливания.

В 2018-м специалисты изготовили материал из Al₂O₃/Ti с перколяционной структурой, контролируя состав добавляемого титана и размер частиц металлического порошка. В результате увеличилось сопротивление на излом и электропроводность композитов.

В этом исследовании команда продемонстрировала электрохимическое анодирование, происходящее в продукте. Дополнительно ученые разработали метод, использующий явление для затягивания трещин при комнатной температуре. Прочность композитов при этом восстанавливается до начальных значений – впервые в истории.

Обычно устранение повреждений на керамических композитов требует нагрева до 1000°С и больше. Исследователи решили проблему, равномерно распределив в материале титан. Анодирование вызывало окисление поверхности металлических частиц. Получившиеся оксиды заполняли трещины, снижая нагрузку на их концах.

«Метод подходит не только для Al₂O₃/Ti. Эти композиты будут изготавливаться в виде многозадачных материалов, способных выполнять различные функции», — сказал старший автор работы, Тохру Секино.