Российские ученые синтезировали керамику для экстремальных температур

Основой для инновационного материала стали ортофосфаты редкоземельных элементов. Эти соединения по своей структуре напоминают природные минералы ксенотим и монацит, которые встречаются в гранитных породах и обладают исключительной термической устойчивостью. В отличие от стандартных защитных слоев, новая керамика демонстрирует обратный эффект: при росте температуры окружающей среды ее теплопроводность снижается.

Доцент кафедры физической химии СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Мария Еникеева пояснила, что нужного результата удалось достичь за счет пористой структуры и изменения атомной решетки. Материал имеет около 30% пустот, что само по себе кратно снижает передачу тепла. Дополнительно ученые заместили легкие атомы тяжелыми, увеличив рассеяние фононов на границах зерен керамики. В результате материал физически препятствует прохождению тепловой энергии внутрь защищаемой конструкции.

Экспериментальные замеры подтвердили стабильность состава при нагреве до 1500–1700°C. В разработке, помимо ЛЭТИ, участвовали специалисты Физико-технического института имени Иоффе, Петербургского института ядерной физики имени Константинова, НИЦ «Курчатовский институт» и Института химии силикатов имени Гребенщикова.