Российские учёные разработали шесть составов высокоэнтропийной керамики с низкой теплопроводностью, высокой температурной стабильностью и устойчивостью к радиации. Материал рассматривается как перспективный для теплозащитных покрытий в авиакосмической технике, радиоэлектронике и других системах, работающих в экстремальных условиях. О разработке УрФУ сообщили в Минобрнауки России.

Специалисты получили шесть составов высокоэнтропийной керамики. Материал представляет собой единый твёрдый раствор из пяти и более компонентов с общей кристаллической решёткой. Подбирая соотношение составляющих, учёные могут менять свойства получаемой керамики, в частности её поведение при высоких температурах.

Особый интерес для авиадвигателестроения представляет сравнение с уже используемым стабилизированным диоксидом циркония. По данным Минобрнауки, новая керамика обладает меньшей теплопроводностью, а её коэффициент термического расширения лучше сочетается с характеристиками металлов.

Часть образцов также практически не изменила структуру после облучения, тогда как у стабилизированного диоксида циркония при сопоставимых дозах наблюдались структурные изменения.

При этом значение 2050–2100 °C пока нельзя считать подтверждённой рабочей температурой материала. По предварительным результатам визуального термического анализа, именно в этом диапазоне у полученных составов начинается плавление. Для определения возможности длительной работы при таких температурах требуются дополнительные исследования.

Для ПД-14 уже применяются керамические теплозащитные покрытия на основе стабилизированного иттрием диоксида циркония. По данным ОДК, такой слой на турбинных лопатках снижает температуру металлической основы примерно на 100–150 °C.

Для перспективных авиационных двигателей такие материалы также представляют потенциальный интерес. Ранее сообщалось о разработке керамических теплозащитных покрытий для силовых агрегатов, выдерживающих на поверхности до 1250 °C. Одновременно для перспективного двигателя создаются новые жаростойкие материалы и технологии покрытий. Однако возможность применения разработанной керамики непосредственно в ПД-14, ПД-35 или других серийных двигателях пока не подтверждена. Для этого потребуются дополнительные испытания материала и оценка его пригодности в конкретных конструкциях.