Одной из наиболее сложных в изготовлении и в то же время наиболее перспективных разновидностей технической керамики является так называемая высокотемпературная керамика.
Ее область применения чрезвычайно широка - она простирается от изготовления термоизоляционных пластин до деталей высокотемпературных металлургических печей, предназначенных для промышленной плавки металла.
Подобно обыкновенным керамическим материалам высокотемпературная керамика изготавливается из оксидных порошков.
Однако процесс ее изготовления несравнимо более сложен: помимо простого спекания исходных компонентов он включает в себя промежуточные помолы и гомогенизацию шихты, происходящие во время синтеза компонентов при температуре 800-1100 градусов, когда подобную температуру способны выдержать муфельные печи https://zmktlt.ru/mufelnye-pechi/pechi-dlya-keramiki/ специально для керамики.
В результате всех этих манипуляций высокотемпературная керамика приобретает уникальную неоднородную структуру, для которой характерно наличие множества пор и микроскопических дефектов, которые возникают, как правило, на границах между зернами порошков.
Именно этой неоднородной структурой материала и обусловлены его уникальные свойства.
Открытие высокотемпературной сверхпроводящей керамики (для краткости можно называть ее ВТСП-керамикой) было сделано в 1986 году в Цюрихской исследовательской лаборатории IBM двумя швейцарскими физиками - И. Г. Беднортцем и К. А. Мюллером.
Для своего времени оно стало настоящим технологическим прорывом, поскольку позволило заменить в сверхпроводящих системах дорогостоящий гелий на более дешевый и доступный жидкий азот, отличающийся более высокой температурой кипения, что позволило, с одной стороны, удешевить производство, а с другой - в разы повысить его эффективность.
Следует отметить, что высокотемпературная керамика обладает рядом дополнительных выгодных эксплуатационных характеристик. Так, ей присущи высокая прочность и долговечность, а также стойкость не только к высоким температурам, но и к значительным температурным перепадам.
Все это, повторимся, делает ВТСП-керамику крайне востребованной в современной промышленности. Вот лишь краткий список того, что изготавливается из нее на сегодняшний день:
- Чехлы для разного рода промышленных термопар;
- Изоляционные трубки;
- Элементы высокотемпературных печей;
- Термоустойчивые пластины;
- Футеровка (отделка стен) различных степеней защиты.
- И многое другое.
Сравнительно недавно была разработана технология изготовления особой, так называемой текстурированной керамики, которая позволила на порядки увеличить плотность тока, которую она способна воспринимать.
В настоящее время ведется активное исследование перспектив получения пленки, проволоки и лент для использования в керамических высокотемпературных сверхпроводниках.
Так, например, большое распространение в последние годы получили тонкие ВТСП-пленки, напыленные на монокристаллическую подложку.
