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Diseñan un nuevo material útil en la ingeniería mecánica

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Los científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia (MISIS) mejoraron la tecnología de fabricación de piezas cerámicas a partir de carburo de silicio.

Según los autores, el uso del nuevo material podría aumentar significativamente las características de los motores de los automóviles y aviones. Los resultados se publican en las revistas Ceramics International y Materials.

El carburo de silicio es un material muy utilizado en la actualidad en diversas industrias como semiconductor y como material de construcción y abrasivo.

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La cerámica de carburo de silicio, que se produce con feldespato y arena de cuarzo, soporta enormes presiones de compresión. Pero, según los científicos, es muy sensible a los defectos estructurales, por lo que no aguanta la tracción y la flexión. Además, tiene una baja resistencia al agrietamiento, lo que limita su uso.

"Las cerámicas de carburo de silicio podrían reemplazar con éxito las aleaciones de escaso cobalto, níquel y cromo. Su uso en la fabricación de álabes de turbinas y partes de motores de combustión interna permite elevar las temperaturas de funcionamiento de los motores, aumentando su potencia, su fuerza de tracción, la eficiencia y el respeto por el medio ambiente", dijo el autor del trabajo, el empleado del Centro Científico y Educativo para la Síntesis Autopropagable de Alta Temperatura de MISIS, Stepán Vorotilo.

Los científicos de NUST MISIS pudieron mejorar las características del material al formar nanofibras de refuerzo con la tecnología de síntesis autopropagable a alta temperatura.

"Gracias al efecto de la adición combinada de tantalio y teflón, pudimos sintetizar un material con una matriz reforzada con nanofibras de carburo de silicio que activan la sintetización de la cerámica y aumentan las características de resistencia del material, ya que sirven como barrera para la propagación de grietas", explicó Stepán Vorotilo.

Según los investigadores, debido a la formación de nanofibras fue posible reducir significativamente la temperatura y el tiempo de retención de la cerámica en un horno de vacío entre 1.800 y 2.000 grados durante varias horas y 1.450 durante una hora.

En el futuro, los científicos planean continuar trabajando para aumentar la tenacidad a la fractura y la resistencia del material.

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