Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (23-73-01241).
В настоящее время интенсивное развитие таких высокотехнологичных отраслей, как электроника, энергетика, авиационная и автомобильная промышленность, требуют разработки новых оптических материалов. Они должны соответствовать ряду критериев, например, отличаться низкой стоимостью и обладать высокой химической, механической и радиационной стойкостью. По мнению исследователей, растущий дефицит таких материалов могла бы восполнить поликристаллическая прозрачная керамика, которая обладает высокими оптическими характеристиками.
«Основное преимущество прозрачных керамических материалов перед традиционными оптическими материалами – это возможность варьирования их эксплуатационных характеристик. При этом стоимость таких керамик достаточно низкая, а их производство относительно просто масштабировать. Поэтому разработка и оптимизация технологий синтеза и консолидации таких материалов является особенно актуальной. Одним из наиболее перспективных прозрачных керамических материалов является алюмомагниевая шпинель. Она может быть использована, например, в качестве альтернативы высокопрочным стеклам в летательных аппаратах, оптических элементов в сканерах и приборах ночного видения, а также как основа для люминесцентных материалов», — говорит руководитель проекта, научный сотрудник Научно-образовательного инновационного центра «Наноматериалы и нанотехнологии» Владимир Пайгин.
По словам ученого, широкий спектр применения керамики на основе алюмомагниевой шпинели обусловлен рядом ее характеристик – низким удельным весом, высокой твердостью и механической прочностью, коррозионной и термической стойкостью, химической инертностью и оптической прозрачностью для электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн. При этом данные характеристики можно корректировать различными способами.
Работы по изготовлению образцов керамики проводятся в Научно-образовательном инновационном центра «Наноматериалы и нанотехнологии» на базе имеющегося лабораторно-технологического оборудования. Для армирования керамики политехники используют специальную добавку на основе оксида алюминия. Грант РНФ рассчитан на два года. Уже получены первые лабораторные образцы армированной прозрачной керамики. На данный момент проводится исследование свойств полученных образцов.
В результате реализации проекта ученые рассчитывают разработать оптимальные способы повышения оптических и прочностных характеристик прозрачной керамики на основе алюмомагниевой шпинели.
«Наше исследование расширит возможности для изготовления прозрачных композиционных керамических материалов и позволит впервые в России получить армированную прозрачную керамику на основе алюмомагниевой шпинели. Стоит отметить, что тематика нашей работы уже вызывает определенный интерес, например, недавно она была отмечена комитетом по присуждению молодежной премии РосСНИО «Надежда России» в области науки и техники как перспективная», – подытоживает молодой ученый.
