Электрическое поле способно ускорить и улучшить процесс создания керамических изделий
 Приложение поля переменного тока частотой 60 Гц, позволяет уменьшить размер зерен керамики на 63% и исключить пористость материала при 1250 градусах по Цельсию по сравнению с 1500 градусами без приложения поля. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Прикладывая поле переменного электрического тока частотой 60 Гц, исследователи исключили пористость материала при температуре 1250 градусов Цельсия, по сравнению с 1500 градусами, необходимыми без применения электрического поля. К тому же ученые смогли уменьшить размер зерна керамики на 63%, создавая зерна с диаметром 134 нм, по сравнению с 360 нм при использовании традиционных методов спекания. Более мелкий размер зерна делает керамику крепче, т.к. большие зерна легче образуют трещины и их распространение.
Керамика является важным компонентом большого набора изделий, включая изоляторы, свечи зажигания, топливные элементы, бронежилеты, газовые турбины, стержни ядернх реакторов, высокотемпературных конструкционных материалов и тепловых экранов.
Исследователи смогли достичь аналогичных, но менее значительных результатов используя электрическое поле создаваемое постоянным током. Пористость была исключена при 1400 градусах по Цельсию при использовании постоянного тока, и размер зерна был понижен до диаметра 217 нм – результаты, также значительно превосходящие традиционные методы спекания. Используемое поле в обоих случаях составляло 13.9 В/см.
Обнаружено, что использование слабого поля – в области 0.6-0.8 А/см2 – приводит к ускорению спекания с более мелким размером зерна. Другими словами производители керамики могут производить продукты быстрее, качественнее и дешевле используя недорогое электрическое поле.
Использование электрической энергии в данном случае вполне оправдано как экономия, а не дополнительная статья расхода, т.к. отсутствие поля вынудит производителя существенно повысить температуру обжига, на что уйдет гораздо более затрат, отмечает Конрад Ганс – исследователь и автор представленной работы.
Источники: