11:15, 23 сентября 2026

Разработчикам удалось улучшить свойства, которые влияют на долговечность материала [фоторепортаж]

Научный коллектив Уральского федерального университета создал керамические материалы с улучшенными характеристиками и управляемыми свойствами. Новый материал лучше современного эталона — стабилизированного диоксида циркония, который используют в промышленности. Описание свойств нового материала и результаты опытов исследователи опубликовали в Journal of the European Ceramic Society.

«Мы работаем с высокоэнтропийными материалами под руководством нашего завкафедрой Вадима Карташова. Это новый класс сложных оксидов, которые состоят из пяти или более компонентов. При этом такие материалы не являются композитами, а представляют единый твердый раствор пяти и более составляющих, которые образуют общую кристаллическую решетку. За счет вариации этих компонентов мы можем влиять на свойства керамики», — объясняет соавтор работы, инженер кафедры редких металлов и наноматериалов УрФУ Роман Бастриков.

Вариация компонентов позволила ученым получить керамику с улучшенными характеристиками и управляемыми тепло- и электрофизическими свойствами. Она выдерживает высокие температуры (нагрев до 2100 ℃), их перепад, радиацию.

«Все образцы обладают высокой радиационной стойкостью, а некоторые сплавы и вовсе не „почувствовали“ облучение. Тогда как, например, у стабилизированного оксида циркония при этих же дозах облучения происходит изменение структуры», — добавляет Роман Бастриков.

Коэффициент теплопроводности новой керамики ниже, чем у диоксида циркония, поэтому материал меньше подвержен разрушению. По коэффициенту термического расширения керамика хорошо сочетается с характеристиками металла, поэтому легче переносит изменения температуры и меньше деформируется с металлической основой. В совокупности эти свойства делают материал более надежным, износостойким и долговечным, отмечают исследователи.

В целом же комбинация свойств позволяет создавать из новой керамики теплозащитные покрытия нового поколения для авиакосмической отрасли, электролиты для твердооксидных топливных элементов, подложки и изоляторы для бортовой электроники, а также конструкционные компоненты в гиперзвуковых приложениях (к примеру, для космопланов, гиперзвуковых лайнеров).

Из полученных материалов можно выбрать по сумме разных свойств наиболее подходящие под конкретные цели и задачи и улучшать их, добавляют ученые, но над этим они планируют работать с индустриальными партнерами.

«В планах нашей научной группы — коммерциализировать технологию. Мы открыты к сотрудничеству с индустриальными партнерами по ряду перспективных направлений. Полагаем, что предложенные материалы способны занять собственную нишу на рынке, поскольку наукоемкие отрасли промышленности испытывают постоянную потребность в керамических материалах с заданным комплексом свойств», — заключает старший научный сотрудник кафедры редких металлов и наноматериалов УрФУ Федор Зыков.

Отметим, устойчивость керамики к температурным перепадам и воздействию радиации ученые УрФУ проверяли с коллегами из Института химии твердого тела УрО РАН и Института электрофизики УрО РАН. Работу поддержало Минобрнауки России (госзадание № FEUZ-2026-0009).

Анна Маринович

Уральский федеральный университет — ведущий вуз России, участник программы «Приоритет-2030». Современный кампус УрФУ в Новокольцовском районе Екатеринбурга, возведенный в рамках нацпроекта «Молодёжь и дети», выступает одной из площадок проведения Международного фестиваля молодёжи — 2026.