Ученые ТУСУРа изучат возможность синтеза теплозащитных керамических покрытий на основе цирконата гадолиния в рамках гранта РНФ

Проект «Электронно-лучевой синтез высокотемпературных теплозащитных керамических покрытий на основе цирконата гадолиния: особенности физических процессов и актуальные применения» кафедры физики ТУСУРа вошел в число победителей конкурса РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

«Общая тематика исследований нашей лаборатории связана с различными воздействиями электронных пучков на диэлектрики. Один из проектов сегодня успешно развивается в рамках программы развития «Приоритет 2030» - уже идет отработка технологии. Но мы понимаем, что новые технологии невозможны без фундаментальных исследований. В рамках гранта РНФ мы планируем изучение физических процессов и вариантов применения нового для нас материала – цирконата гадолиния», - рассказал руководитель проекта, доктор технических наук, профессор кафедры физики и заведующий молодежной научной лабораторией пучково-плазменной модификации диэлектриков Юрий Юшков.

Цирконат гадолиния схож с диоксидом циркония, но он имеет другие характеристики: у него более низкая теплопроводность (он эффективнее может защищать от проникновения тепла) и более высокий коэффициент теплового расширения. Изучение литературы показало, что на данный момент никому не удалось синтезировать покрытия из этого материала толщиной более 50 микрометров.

«Возможно, это связано с тем, что его сложно синтезировать привычными методами или с их помощью не получается добиться нужной структуры. В нашей лаборатории большой парк экспериментальных установок, на которых можно отработать электронно-лучевой синтез высокотемпературных теплозащитных керамических покрытий. При этом именно с помощью электронно-лучевой технологии удается добиться правильной – столбчатой, структуры таких покрытий», - отмечает Юрий Юшков.

Коллективу ученых предстоит начать работу над проектом практически с нуля. Первый этап будет посвящен изучению процессов, которые происходят с цирконатом гадолиния под воздействием электронного пучка, после чего ученые начнут эксперименты с синтезом покрытий. В планах – эксперименты по созданию покрытий толщиной от единиц до сотен микрометров, которые смогут применяться для создания термостойких термозащитных покрытий. 

«Если исследование покажет, что этот материал будет эффективен в виде подслоев или полноценных покрытий, мы сможем перенести его на уже отработанную нами технологию», - поделился руководитель проекта.

В команду проекта кроме ученых ТУСУРа вошли сотрудники Уфимского университета науки и технологий.

«Наши коллеги из УУНиТ - квалифицированные материаловеды, которые специализируются на всевозможных покрытиях, у них также имеется современное экспериментальное оборудование для исследований параметров и свойств покрытий. Какая-то часть экспериментов будет проходить там, какая-то у нас, - рассказал Юрий Юшков. – Сильная сторона нашего университета – мощная научная школа по плазменной эмиссионной электронике.

Грант РНФ (7 миллионов рублей в год) рассчитан на три года с возможностью продления.