Российские ученые определили, как можно повысить качество керамики

Фото из открытых источников

Исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета совершили значительный прорыв в области минералогии и материаловедения. Им удалось детально изучить кристаллические структуры высокотемпературных модификаций бариевых полевых шпатов, что ранее не удавалось сделать другим научным группам. Как пишет ТАСС, эти знания позволят улучшить долговечность керамики.

Бариевые полевые шпаты, имеющие химическую формулу BaAl2Si2O8, широко применяются в промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Эти минералы характеризуются низким термическим расширением, высокой устойчивостью к химическим и температурным воздействиям, а также обладают люминесцентными свойствами. Однако до сих пор оставался открытым вопрос о том, почему материалы на основе этих минералов со временем деградируют и разрушаются при эксплуатации.

Группа ученых из СПбГУ применила комплексный подход к изучению этой проблемы. Они использовали передовые методы исследования, включая рентгеноструктурный анализ и спектроскопию комбинационного рассеяния при высоких температурах, достигающих 1000°C. Это позволило им детально изучить фазовые переходы между низко- и высокотемпературными модификациями бариевых полевых шпатов.

Одним из ключевых открытий стало определение кристаллической структуры гексацельзиана - высокотемпературной модификации BaAl2Si2O8. Ученые установили, что при обычных условиях эта структура является моноклинной, то есть низкосимметричной. Однако при нагревании она претерпевает два полиморфных преобразования, которые сопровождаются повышением симметрии. Эти трансформации приводят к значительным изменениям объема элементарной ячейки кристалла.

Результаты этого исследования имеют большое практическое значение. Понимание структурных изменений, происходящих в бариевых полевых шпатах при высоких температурах, позволит разработать новые подходы к созданию более долговечных керамических материалов. Это особенно важно для отраслей промышленности, где требуются материалы, способные выдерживать экстремальные условия эксплуатации.

Работа петербургских ученых открывает новые перспективы для улучшения качества и увеличения срока службы керамических изделий, что может найти применение в различных областях - от производства бытовой техники до аэрокосмической промышленности. Более того, полученные знания могут стать основой для дальнейших исследований в области материаловедения и минералогии, способствуя развитию новых технологий и материалов будущего.