Новая керамика справляется с нагревом: Новости химии @ChemPort.Ru
новости науки
новости бизнеса
работа для химиков
химические выставки
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
о нас
контакты

Энциклопедия автохимии


поиск

Новости химической науки > Новая керамика справляется с нагревом


04.09.2013
эту статью еще не оценивали Подписаться на RSS

Исследователи из Великобритании создали новую оксидный керамический материал с регулируемым тепловым расширением: способность оксидной керамики к расширению, сжатию или сохранению в неизмененном виде в ответ на нагрев зависит от соотношения ключевых компонентов, используемых для ее создания.

Материал с регулируемым тепловым расширением мог бы использоваться в ряде практических применений, как например, выключатели и сенсоры. Материалам же с нулевым тепловым расширением по широкому температурному ряду стремились найти применение в высокоточном машиностроении.

В то время как большинство материалов расширяются во время нагрева, все-таки существует небольшое число материалов, которые сжимаются: у них отрицательный коэффициент теплового расширения. Для получения материала с нулевым тепловым расширением ученые создали композиты из материалов с положительным и отрицательным коэффициентами теплового расширения. Однако напряжение, возникающее на границе раздела двух фаз в таком композитном материале, может отрицательно сказаться на его прочности.



Октаэдр оксида олова обозначен зеленым цветом, тетраэдр оксида молибдена – желтым/розовым цветом с их расположением, обусловленным нагревом. (Рисунок из J. Am.Chem. Soc., 2013, DOI: 10.1021/ja4060564)

В настоящее время группа исследователей под руководством Джона Эванса (John Evans) из Даремского университета создала то, что можно считать, первым однофазным материалом, свойства которого можно регулировать по всему ряду теплового расширения – от положительного, через нулевой, и до отрицательного коэффициента теплового расширения.

Смешанный оксид ZrMo2O8 является хорошо охарактеризованным соединением, которое отличается отрицательным коэффициентом теплового расширения. К своему удивлению группа Эванса обнаружила, что оловосодержащий аналог этого кубического материала в виде соединения олова SnMo2O8 расширяется при нагревании.

Исследователи посчитали, что можно было бы заменить несколько циркониевых участков в «отрицательном» кристалле на олово. Однако такую керамику сложно создать. Такие материалы метастабильны, и традиционные подходы просто – смешать и нагреть – не дадут желаемого конечного продукта. Эванс говорит, что существует очень небольшой температурный интервал, в котором имеется возможность контролировать, сколько циркония и сколько олова включится в кристаллическую решетку для создания кубического продукта.

Для подбора оптимальных условий, исследователи проводили синтезы в рентгеновском дифрактометре, эффективно контролируя свойства образующейся кристаллической структуры продукта. Эванс утверждает, что исследователи продемонстрировали возможность внедрения различных пропорций циркония в решетку и, таким образом, получения устойчивого керамического материала, у которого может быть положительный, отрицательный или нулевой коэффициент теплового расширения. По существу «положительная» природа оловосодержащего материала уравновешивается «отрицательным» цирконием, оба из которых являются ключевыми элементами одной и той же кристаллической структуры.

Эндрю Альдерсон (Andrew Alderson) из Университета Шеффилда в Великобритании, эксперт области умных материалов с необычными термическими параметрами, отмечает, что новый материал способен повлиять на технологии в широком диапазоне – начиная со стоматологических композитов и микрочипов с более высоким качеством и длительным сроком службы, до высокоточных оптических зеркал и любых других устройств, в которых требуется управление тепловой нагрузкой из-за различий в свойствах материалов по тепловому расширению.

Источник: J. Am.Chem. Soc., 2013, DOI: 10.1021/ja4060564

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #химическая технология

ОБЛАКО ТЕГОВ раздела "Химия: новости фундаментальной и прикладной науки"
оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 


Вы читаете текст статьи "Новая керамика справляется с нагревом"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

05.11.26 | Обзоры химических рынков
Европа теряет химию: почему протекционизм не спасёт отрасль 03.11.26 | Обзоры химических рынков
Латинская Америка: газовое изобилие против структурного кризиса 02.11.26 | Химический портал
Возвращение НТФ: как один завод за 295 млн рублей закрывает 73% рынка 30.10.26 | Химический портал
«Анилинпром» в Башкирии: 8,9 млрд за 60 тыс. тонн сырья для полиуретанов 29.10.26 | Синтез ОКА
«Винтерол» из Дзержинска: как «Синтез ОКА» заместил импортный ПАВ для бытовой химии 28.10.26 | Полипласт
«Хромпик» и хромовый ангидрид: как «Полипласт» вложил 136 млрд в независимость от импорта 27.10.26 | Обзоры химических рынков
Прогноз МЭР: экспорт химпрома вырастет на 5%, но импорт растёт быстрее 26.10.26 | Химический портал
Индия как новый главный покупатель: 6 млн тонн и совместные производства 23.10.26 | Химический портал
Баимский ГОК: химия флотации как ключ к рентабельности арктического проекта 22.10.26 | Август
Химия против сорняков: как «Август» строит экспортную империю в агрохимии
Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXXVI
Контактная информация