近日，俄羅斯國(guó)家研究型工藝技術(shù)大學(xué)（NUST-MISIS）的科學(xué)家改進(jìn)了用碳化硅制造陶瓷零件的技術(shù)，可將碳化硅斷裂韌性提升1.5倍，科研報(bào)告的作者表示，使用這種新材料將大大提高汽車(chē)、飛機(jī)和其他設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。科研報(bào)告發(fā)表在《國(guó)際陶瓷材料》（Ceramics International and Materials）期刊上。

文章主要作者Stepan Vorotilo表示：“碳化硅陶瓷或可替代稀缺的含鈷、鎳和鉻的合金，它可用于制造渦輪機(jī)葉片和內(nèi)燃機(jī)零件，能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，并可提高功率、牽引力、有效系數(shù)和生態(tài)性。”但是，碳化硅陶瓷的問(wèn)題在于對(duì)結(jié)構(gòu)缺陷非常敏感，因此通常具有較低的拉伸和彎曲強(qiáng)度，以及較低的抗裂性。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種利用自蔓延高溫合成技術(shù)在碳化硅陶瓷中形成增強(qiáng)納米纖維來(lái)提高其燒結(jié)性能、提高抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性的方法。合成過(guò)程分幾個(gè)階段進(jìn)行。首先，硅、碳、鉭和聚四氟乙烯的粉末在行星球磨機(jī)中混合，然后在反應(yīng)器中燃燒得到的混合物。納米纖維是在燃燒過(guò)程中形成的。在最后階段，產(chǎn)品已在真空爐中燒結(jié)。

Vorotilo解釋稱(chēng)：“由于混合添加了鉭和聚四氟乙烯，我們成功地以碳化硅為基質(zhì)，用增強(qiáng)的碳化硅納米纖維合成了一種新材料。它們激活了陶瓷的燒結(jié)并提高了材料的強(qiáng)度，因?yàn)樗鼈兛勺柚沽鸭y的擴(kuò)展。”

根據(jù)研究人員的說(shuō)法，由于形成納米纖維，可以顯著地降低陶瓷在真空爐中的溫度和保持時(shí)間——從之前1800-2000°C下的幾個(gè)小時(shí)降到現(xiàn)在1450°C只需1小時(shí)。未來(lái)，科學(xué)家計(jì)劃繼續(xù)致力于提高材料的抗裂性和強(qiáng)度的研究。

編譯 YUXI