Промышленность ломается от перегрева — но теперь новый огнеупорный материал с эффектом самозащиты сражается сам

Можно ли создать материал, который сам "залечивает" трещины? В России над этим уже работают — и результаты впечатляют.

Учёные из Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ) и Института физики прочности и материаловедения СО РАН разрабатывают огнеупорные керамические материалы нового поколения.

Их главная особенность — способность самостоятельно сопротивляться разрушению. Это обещает продлить срок службы оборудования и значительно сократить простои на сталелитейных предприятиях.

Что именно изобрели

Речь идет о футеровке — защитном огнеупорном слое на внутренней поверхности печей. Он подвергается экстремальным нагрузкам: температурным, химическим и механическим. Обычно на российских заводах такие конструкции служат от года до трёх, после чего требуется дорогостоящий и длительный ремонт.

Но команда ТГАСУ предлагает принципиально иной подход:

"Мы создаём многослойную структуру огнеупорного материала, способную самостоятельно сдерживать трещины. За счёт управления составом и внутренними напряжениями он сохраняет до 60% прочности", — рассказал Алесь Буяков, кандидат физико-математических наук, ИФПМ СО РАН.

Почему это важно

Такие технологии особенно актуальны для металлургии, где простои в производстве из-за изношенной футеровки могут стоить миллионов рублей. Замена футеровки — сложный процесс, связанный с полным выводом оборудования из эксплуатации. Если удастся увеличить межремонтный интервал, это значительно повысит эффективность отрасли.

Как это работает

В основе разработки лежит принцип "композит в композите": ученые создают материал, в котором сочетаются разные по составу и структуре компоненты, работающие как единая система. Такой подход помогает эффективно гасить напряжения и замедлять распространение микротрещин.

"Мы в ТГАСУ создаем само изделие заданной формы и одновременно решаем задачи по получению и использованию его компонентов", — рассказал доктор технических наук Олег Волокитин, проректор по научной работе ТГАСУ.

Что дальше

Пока технология проходит подготовку к промышленным испытаниям. Но у неё уже есть реальный потенциал внедрения: в разработке участвуют и представители стратегического проекта "Химия и инжиниринг новых строительных материалов" в рамках программы "Приоритет-2030".

Уточнения

Футеро́вка (нем. Futter "подкладка, подбой") — облицовка огнеупорными, химически стойкими, износостойкими, а также теплоизоляционными материалами, которым покрывается внутренняя поверхность металлургических печей, ковшей, топок котлов и прочего оборудования.