Учение из Сибири создали уникальную технологию для лопаток газотурбинных двигателей

Сибирские ученые совершили прорыв в области материаловедения, разработав технологию быстрого синтезирования керамического сырья, которое используется для изготовления лопаток газотурбинных двигателей.


В основе метода – применение мощного пучка электронов, позволяющего формировать монолитный материал всего за одну секунду. Работа проведена на промышленном ускорителе ЭЛВ-6.

В результате такого воздействия образуется высокоэнтропийная оксидная керамика, в состав которой входят как минимум пять, а иногда и большее количество неорганических соединений.


Высокая энтропия обусловливает неупорядоченное распределение элементов в кристаллической решетке, что значительно повышает устойчивость материала к внешним нагрузкам.

Новая керамика демонстрирует сверхвысокую прочность, низкую теплопроводность, сильную анизотропию коэффициента теплового расширения, высокую диэлектрическую проницаемость и устойчивость к агрессивным средам.

Стандартные методы синтеза керамических материалов требуют десятков часов и много ресурсов, а также большого количества стадий производства. В отличие от них, ускоренный метод, реализованный на ЭЛВ-6, позволяет добиться полного спекания материала за мгновения.

Установка, использующая уникальную технологию выпуска мощного непрерывного электронного пучка в атмосферу, выдает мощность до 80 кВт/кв. см. Это позволяет эффективно перерабатывать порошковые смеси в монолитный материал.

Разработка открывает новые горизонты в создании термобарьерных покрытий, используемых при производстве газотурбинных двигателей. Высокая теплостойкость и устойчивость к термическим ударам делают материал идеальным выбором для работы в экстремальных условиях.


Использование электронно-лучевого синтеза позволило избежать множества промежуточных стадий обработки. В результате получен материал с предельно высокой однородностью и прочностью, что критически важно для авиационных компонентов.

Разработка поддержана грантом Российского научного фонда, а ее результаты уже опубликованы в журнале Ceramics International. Новый метод синтеза может стать основой для промышленного производства передовых керамических материалов, способных значительно повысить ресурс и надежность авиационных и энергетических установок.