За технологическими прорывами в области более быстрой зарядки новых энергетических транспортных средств и более эффективных авиационных двигателей стоит, казалось бы, обычный, но мощный материал –керамика из карбида кремния. Эта усовершенствованная керамика, состоящая из углеродных и кремниевых элементов, хотя и не так часто обсуждается, как микросхемы и аккумуляторы, стала «скрытым героем» во многих высокотехнологичных областях благодаря своим «выдающимся» характеристикам.
Наиболее выдающейся характеристикой керамики из карбида кремния является ее «сверхвысокая приспособляемость» к экстремальным условиям. Обычные материалы склонны к ухудшению характеристик при высоких температурах, подобно «тепловому удару», но они все еще могут сохранять более 80% своей прочности даже при 1200 ℃ и могут выдерживать экстремальные удары до 1600 ℃ в краткосрочной перспективе. Эта термостойкость делает ее особенной в высокотемпературных сценариях, например, становясь основным материалом для горячих частей авиационных двигателей. В то же время ее твердость уступает только алмазу, с твердостью по шкале Мооса 9,5. В сочетании с превосходной коррозионной стойкостью она может сохранять стабильность в сильных кислотных и щелочных средах, а ее срок службы значительно превышает срок службы традиционных металлических материалов.
В области электроснабжения и терморегулирования керамика на основе карбида кремния продемонстрировала характеристики «универсального игрока». Её теплопроводность в несколько раз превышает теплопроводность традиционной алюмооксидной керамики, что эквивалентно установке на электронные устройства «эффективного радиатора», способного быстро отводить тепло, выделяемое при работе оборудования.
В настоящее время керамика из карбида кремния нашла применение во многих ключевых областях. В новых энергетических транспортных средствах она скрыта в силовых модулях, незаметно сокращая время зарядки и увеличивая запас хода; в аэрокосмической отрасли компоненты турбин, изготовленные из неё, позволяют снизить вес оборудования и увеличить тягу; в производстве полупроводников её низкие показатели теплового расширения обеспечивают точность и стабильность прецизионного оборудования, такого как литографические машины; даже в атомной промышленности она стала важным конструкционным материалом для реакторов благодаря своей радиационной стойкости.
В прошлом стоимость служила препятствием для популяризации керамики из карбида кремния, но с развитием технологий её изготовления её стоимость постепенно снизилась, и всё больше отраслей начинают пользоваться плодами этой революции в области материалов. От электромобилей для повседневных поездок до космических аппаратов для исследования космоса — этот, казалось бы, неприметный, «твёрдый» материал незаметно, но эффективно продвигает технологии к более эффективному и надёжному будущему.
Время публикации: 23 сентября 2025 г.