Управление эксплуатационными характеристиками магнезиальных огнеупоров через фазовый состав и параметры структуры

Исследование, опубликованное в журнале Physical Mesomechanics, посвящено композитам из огнеупорных магнезиальных керамик - периклаза (MgO) и алюмомагнезиальной шпинели (MgAl2O4), которые применяются в футеровке промышленных печей и рассматриваются как перспективный материал для теплозащиты в аэрокосмической технике. Было установлено, что изменяя соотношение этих двух фаз, можно целенаправленно смещать баланс между теплоизоляционными характеристиками, стойкостью к термоудару и механической прочностью в зависимости от условий применения.
Ключевой результат касается исходных порошков: уменьшение характерного размера частиц примерно в десять раз в сочетании с улучшением качества их сцепления при спекании позволило получить керамику с пониженной теплопроводностью без потери прочности и трещиностойкости. Компьютерное моделирование связало микроскопические поры и дефекты структуры с итоговыми свойствами материала, дав количественную основу для дальнейшего проектирования подобных композитов. Результаты открывают практический путь к созданию теплозащитной керамики, адаптированной под конкретные условия эксплуатации – от промышленных печей и агрегатов сталелитейного производства до оборудования и изделий, работающих в условиях экстремальных, в том числе ударных тепловых нагрузок.
Buyakov A. S., Shilko E. V., Grigoriev A. S., Shmakov V. V., Volobuev A. S. Effect of Phase Composition and Internal Structure Parameters on the Functional Properties of High–Temperature Heat–Protective Ceramic Composites MgO–MgAl2O4 //Physical Mesomechanics. – 2026. – Т. 29. – №. 3. – С. 341-361.
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.