Новый подход, позволяющий снизить в несколько раз стоимость сиалона, стойкого и огнеупорного материала, востребованного в промышленности, предложил коллектив ученых лаборатории новых металлургических процессов Томского научного центра (ТНЦ) СО РАН под руководством Константина Болгару, сообщает 21 ноября пресс-служба ТНЦ.

В настоящее время цена килограмма сиалона составляет порядка нескольких десятков тысяч рублей, что обусловлено сложностью технологий его получения и высокой стоимостью исходных материалов. Исследователи ТНЦ СО РАН предложили производить сиалон из дешевого сырья. Также они разработали и энергоэффективный способ его получения.

Суть технологии разработчики кратко изложили так: сначала проазотировали в режиме горения, потом очистили от лишнего.

Младший научный сотрудник лаборатории Антон Регер рассказал: «Прежде всего, в качестве сырья выступают недорогие отходы производства ферросплавов, которые содержат железо и нитридообразующие элементы, необходимые для получения сиалона. Затем выполняется реакция СВС-синтеза (самораспространяющегося высокотемпературного синтеза), который является одним из самых энергоэффективных и экономически выгодных способов получения различных материалов».

За этим кратким описанием стоят сотни экспериментов по подбору сырья и оптимальных условий синтеза — давления, температуры, структуры сырья и многого другого.

«Сложность еще заключалась и в том, что процесс СВС невозможно контролировать из-за его скоротечности: продолжительность такой химической реакции горения составляет всего лишь несколько секунд», — пояснил завлабораторией новых металлургических процессов Константин Болгару.

К описанию техпроцесса он добавил, что по завершению СВС-синтеза получившийся материал необходимо «отмыть» от побочного продукта — примесей железа. После чего на выходе получается чистый наноразмерный порошок сиалона.

Результаты исследований ученые представили в статье «Горючий синтез β-SiAlON из смеси ферросилиция алюминия и каолина с азотсодержащими добавками с использованием кислотного обогащения», опубликованной в журнале Ceramics International.

В своей дальнейшей работе по этой теме исследователи намерены совершенствовать технологию производства сиалона с целью увеличения объемов получаемого материала, чтобы создать условия для ее промышленного внедрения.

Кроме того, ученые собираются провести фундаментальные исследования по получению материалов с новыми свойствами путем добавления в структуру сиалона различных элементов, в том числе редкоземельных.