Учёные предложили новую технологию получения высокопрочных нанокомпозитов
Поделиться
Дата публикации: 20 марта 2020
Исследователи НИУ «БелГУ» в кооперации с московскими учёными разработали способ повышения износостойкости и электропроводности конструкционных материалов для авиа-, судо- и машиностроении.
Учёные предложили использовать в составе композита графен – самый прочный, лёгкий и электропроводящий вариант углеродного соединения. Проведенные группой физиков при поддержке Российского научного фонда исследования показали, что введение графена в спечённую крупнокристаллическую керамику, в частности в оксид алюминия, способствует снижению удельного сопротивления при низких температурах и частотах и повышению электронной проводимости композита. Как прокомментировала научный сотрудник Центра коллективного пользования научным оборудованием «Технологии и материалы НИУ БелГУ» Ирина Суджанская, оксид алюминия, благодаря своим свойствам – высокой температуре плавления, твёрдости, прочности на сжатие, коррозийной стойкости и др., является востребованным конструкционным материалом. Этот композит используют в производстве широкого спектра изделий. - Однако у оксида алюминия есть такой недостаток, как низкая электропроводность, что делает затруднительным, а то и невозможным процесс электроэрозионной обработки полуфабрикатов и изделий необходимой конфигурации из него. Для устранения этого свойства предлагается добавлять в состав измельченной до наноразмерной области керамики различные модификации углерода: графит, нанотрубки, фуллерены. Мы же предложили использовать графен. Наши совместные с московскими коллегами исследования по влиянию графена на композит привели к хорошим результатам, - рассказала Ирина Васильевна. Опытным путём учёными было доказано влияние содержания графена на удельное электросопротивление, которое зависит от температуры и частоты тока. Наиболее ярко изменение выражено на температурной зависимости электросопротивления, чем на частотной. По словам Ирины Суджанской, введение 1-2 процентов графена привело к практически одинаковому уменьшению удельного сопротивления при комнатной температуре и низкой частоте. При этом динамика уменьшения электросопротивления с повышением температуры сохраняется. - Высокая подвижность носителей заряда графена при определенных параметрах процесса формирования композита, состоящего из оксида алюминия и графена, может привести к удельной электропроводности, характерной для полупроводникового или металлического типа проводимости, что делает его перспективным материалом для использования в микроэлектронике, - отметила Ирина Васильевна. Исследования в этом направлении находятся на начальной стадии и требуют проведения серии дополнительных экспериментов. Подробнее познакомиться с результатами исследования можно по ссылке: https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85076234221&origin=resultslist&sort=plf-f&src=s&sid=b3c235ce681416ca7f0bda3e4257d45b&sot=aff&sdt=aff&sl=62&s=AF-ID%28%22Belgorod+State+University%22+60069257%29+AND+SUBJAREA%28CENG%29&relpos=1&citeCnt=0&searchTerm=