10:38 01 Ottobre 2020
Scienza e tech
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Gli scienziati del MISiS, l’Università Naionale di Scienze e Tecnologia di Mosca, hanno migliorato la tecnologia per produrre parti in ceramica dal carburo di silicio. Si presume che questo potrà portare dei miglioramenti significativi in campo industriale.

Secondo gli autori dello studio, il materiale trattato con la nuova tecnologia aumenterà in modo significativo le specifiche dei motori per automobili, aerei e altre apparecchiature. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Ceramics International e in Materials.

Oggi, il carburo di silicio è ampiamente utilizzato in vari settori come semiconduttore, materiale strutturale e abrasivo. Si tratta di un materiale ceramico composto da silicio e carbonio legati insieme. Viene ottenuto per sintesi, esiste anche in natura sotto forma del rarissimo minerale moissanite ma in quantità non rilevanti a fini industriali. Possiede una durezza molto elevata, intermedia tra il corindone e il diamante, tanto da venire utilizzato anche per utensili da taglio al posto del diamante, per i giubbotti antiproiettile, per i freni delle auto sportive.

Le ceramiche al carburo di silicio, prodotte utilizzando feldspato e sabbia di quarzo, sono in grado di sopportare enormi pressioni di compressione. Tuttavia, questo straordinario materiale, ha un punto debole - è piuttosto sensibile ai difetti strutturali perché possiede una bassa resistenza alla trazione e alla flessione, nonché tende a creparsi. Tutto questo ne limita il campo di applicazione.

"La ceramica al carburo di silicio potrebbe sostituire con successo le leghe contenenti cobalto, nichel e cromo; il suo utilizzo per fabbricare pale di turbine e parti di motori a combustione interna aumenterebbe le temperature di esercizio dei motori e quindi la potenza, la forza di trazione, l'efficienza e il rispetto dell'ambiente", ha dichiarato Stepan Vorotylo , l'autore dello studio, un ricercatore presso il Centro scientifico e di formazione per la sintesi ad alta temperatura autopropagante presso il MISiS.

Per porre rimedio alle debolezze strutturali di questo, per il resto eccezionale materiale, gli scienziati del MISIS hanno messo a punto una tecnica alle nanofibre rinforzate con sintesi ad alta temperatura auto-propagante.

"Aggiungendo tantalio e teflon, siamo riusciti a sintetizzare un materiale con una matrice di carburo di silicio rinforzata con nanofibre. Queste attivano la sinterizzazione ceramica e aumentano le caratteristiche di resistenza del materiale, poiché impediscono la propagazione delle crepe", ha spiegato Stepan Vorotylo .

Nel prossimo futuro, gli scienziati prevedono di proseguire a lavorare al progetto al fine di migliorare ulteriormente le caratteristiche del materiale. Le applicazioni in campo industriale sembrano essere molto promettenti.

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