ЛАБОРАТОРИЯ ПРИКЛАДНОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

Исследования по магнитно-импульсному прессованию (МИП) показали эффективность метода для компактирования широкого спектра порошковых материалов, особенно в нанометровой области размеров частиц.

Применение МИП в сочетании с термообработкой перспективно для формирования из нанопорошков новых типов объемных наноструктурных материалов для различных конструкционных и функциональных назначений. Прессование характеризуется мягкой импульсной волной сжатия в порошке с амплитудой до 2 ГПа при длительности 10-1000 мкс и скоростями перемещения материала 10-100 м/с. Эти условия в сочетании с адиабатическим разогревом благоприятны для эффективного преодоления сильного межчастичного взаимодействия в нанопорошках, что обеспечивает получение состоянии спрессованных порошков с повышенной плотностью, способствует разрушению агломератов частиц и генерации структурных превращений (микроискажений решетки, дефектов, фазовых переходов).

Одноосный МИ пресс, сила - до 1000 кН

Для магнитно-импульсного прессования нанопорошков различных материалов создано оборудование двух типов с использованием плоских и радиально сходящихся волн сжатия.

С применением МИП и последующего спекания слабо агломерированных нанопорошков, полученных методами электрического взрыва и лазерного испарения, разработаны режимы синтеза ряда оксидных керамик с гонкой субмикронной структурой, в том числе на основе Al2O3, тетрагонального и кубического YSZ, GdDCe, TiO₂ и др.

Показана перспективность на неструктурных керамик твердых растворов YSZ и GdDCe в виде тонких слоев (10-500 мкм) плоской и трубчатой форм для применений в качестве электролитов в твердо-оксидных топливных элементах (ТОТЭ), важнейшего звена водородной энергетики. Благодаря тонкой структуре эти материалы характеризуются улучшенной электропроводностью по иону кислорода и позволяют формировать тонкие газоплотные слои для эффективной работы ТОТЭ на пониженных до 600-700 ⁰C температурах.

Изделия из наноструктурных керамик YSZ и Al₂O₃

Синтезированная керамика с субмикронной структурой на основе Al₂O₃ легированного магнием, характеризуется высокой твердостью, стойкостью к абразивному износу и коррозии при высоких температурах. Продемонстрирована эффективность данного материала для конструкционных применений в условиях эрозионно-абразивного износа.