НЦМУ «Новые материалы специального назначения»: Трещиностойкость слоисто-градиентного керамического композита ZrC-Al2O3

Сотрудниками лаборатории физической мезомеханики и неразрушающих методов контроля ИФПМ СО РАН исследована трещиностойкость композита на основе ZrC и Al₂O₃, обладающего слоисто–градиентной структурой.
Композиты на основе тугоплавких бескислородных и оксидных керамик представляют интерес в качестве материалов для комплексных электротехнических решений в высокоэнергетических установках, поскольку способны проявлять разные эксплуатационные характеристики. Например, композиционный материал ZrC–Al₂O₃: с одной стороны внешний слой композита является электрическим проводником (ZrC), с другой стороны – диэлектриком (Al₂O₃). Однако получение таких композитов и определение их механических характеристик является нетривиальной задачей.
Обнаружено, что формирование остаточных сжимающих напряжений, вследствие различий в коэффициентах теплового расширения слоев вблизи их интерфейсов, является эффективным механизмом увеличения трещиностойкости слоисто-градиентного композита системы ZrC–Al₂O₃. Показано, что характер развития магистральной трещины меняется в зависимости от фазового состава внешнего слоя композита, на котором повреждения зарождаются. Показано, что значения трещиностойкости исследуемого композита, определенной по методу трехточечного изгиба балки с U-надрезом, оказываются выше, чем величина кажущейся трещиностойкости.
Работа выполнена в рамках реализации мероприятий программы развития научного центра мирового уровня «Новые материалы специального назначения», соглашение о предоставлении субсидии № 075-15-2025-589 от 25.06.2025 г.
Трещиностойкость слоисто-градиентного керамического композита ZrC-Al2O3 / С. П. Буякова, Ю. А. Мировой, А. Г. Бурлаченко [и др.] // Письма в Журнал технической физики. – 2026. – Т. 52, № 2. – С. 29-32. – DOI 10.61011/PJTF.2026.02.62068.20459.