Учёные обнаружили способ улучшения качества керамики

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) первыми смогли достоверно определить кристаллические структуры всех высокотемпературных модификаций бариевых полевых шпатов.

Фото: unsplash.com by Igor Ovsyannykov, PDM

Эти минералы, с общей формулой BaAl2Si2O8, широко используются в промышленности благодаря своим свойствам, таким как низкое термическое расширение, высокая химическая и термическая стабильность, а также люминесценция. Однако при эксплуатации материалы на основе бариевых полевых шпатов со временем деградируют и разрушаются.

Исследование проводилось с использованием современных методов, включая рентгеноструктурный анализ и спектроскопию комбинационного рассеяния при высоких температурах до 1000°C. Ученые изучили кристаллические структуры и термические переходы бариевых полевых шпатов, выяснив, как эти материалы могут разрушаться в экстремальных условиях, сообщает ТАСС.

Оказалось, что кристаллическая структура гексацельзиана, высокотемпературной модификации BaAl2Si2O8, при обычных условиях является моноклинной, то есть низкосимметричной. При нагревании эта структура претерпевает два полиморфных преобразования, сопровождающихся повышением симметрии. Эти преобразования приводят к значительным изменениям объема элементарной ячейки материала, что важно для понимания механизма деградации и разрушения бариевых полевых шпатов.

Полученные знания позволят улучшить качество и долговечность керамических материалов, поскольку долговечность таких материалов сильно зависит от фазовых переходов между низко- и высокотемпературными модификациями бариевых полевых шпатов.

Ранее сообщалось, что учёные разработали новый способ упрочнения бетона.