Новый тип слабо проводящей керамики (СПК) с заданной электропроводностью для внутренних поверхностей вакуумных камер ускорителей разработали специалисты Института химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ) СО РАН и Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ) СО РАН, 22 марта сообщает пресс-служба ИЯФ СО РАН.

Новый материал предназначен для снятия статического заряда с этих поверхностей. Другой областью его применения может стать изготовление высоковольтных изоляторов для различных областей электротехники.

Современная высоковольтная и ускорительная техника широко применяет изолирующие трубчатые вставки. Любая частица вещества (например, пыль) или электрический заряд, попавшие на поверхность такой изолирующей вставки, значительно меняют распределение электрического поля, и могут стать причиной электрического пробоя и даже разрушения изоляторов.

Чтобы исключить эту опасность, изоляторы делают многосекционными, состоящими из чередующихся диэлектрических колец, между которыми располагаются тонкие металлические шайбы. Эти шайбы последовательно соединяются друг с другом резисторами с малой проводимостью. С помощью такой конструкции достигается равномерность электрического поля по всему объему диэлектрика.

Новосибирские ученые нашли другой подход к решению этой проблемы, создав для изоляторов керамику с малой проводимостью, свойства которой как бы обеспечивают функции и диэлектрических колец, и металлических шайб, и резисторов.

Ими была создана слабо проводящая керамика на основе соединений, образующихся при высокотемпературной обработке смеси оксидов алюминия и бария с токопроводящими добавками.

Чтобы такая смесь была однородной и высокоактивной к спеканию, учеными был разработан метод совместной механоактивации исходного материала и создано специальное устройство — высокоэнергетическая планетарная мельница.

Разработчики экспериментировали с составом смеси и методами ее изготовления и спекания, добиваясь оптимальных физико-механических характеристик нового материала, состав которого ими был запатентован.

Авторы изобретения указывают, что новый материал для изоляторов может применяться как для изготовления элементов ускорительных трубок в ускорителях заряженных частиц, так и для создания высоковольтных изоляторов в различных областях электротехники.