Super keramika

Keramiku bežne nevnímame ako materiál, ktorý sa dá naťahovať. Skúste natiahnuť čajník a určite skončí zle. Ale jeden druh keramiky tzv. superplastová keramika vykazuje pozoruhodné vlastnosti. Výskumníci v Japonsku vyvinuli jeden typ, ktorý sa dá rýchlo natiahnuť na desaťnásobok svojej pôvodnej dĺžky (možno by sa dokázala natiahnuť aj viac, ale testovacie zariadenie malo v tomto bode koniec stupnice) a nový tvar si aj udrží.

Nový superplastový materiál ponúka nádej pre tých, ktorí chcú vytvárať veľmi pevné keramické strojárske komponenty. Nová zmes dokáže zmeniť tvar tisíckrát rýchlejšie ako existujúce superplastové keramiky, ktoré sa pretrhnú, ak ich napínate, alebo ťaháte priveľmi rýchlo. To spôsobuje problémy pri aplikovaní keramiky vo výrobných technikách. Keramika obsahuje kovy a ďalšie zložky ako oxidy kovov, ale aj zlúčeniny s nekovmi napr. karbidy kremíka. Väčšina z nich je krehká. Motory a časti turbín sa vyrábajú z tých, ktoré sú mimoriadne pevné a odolávajú korózii lepšie ako kovy. Superplasticita vzniká v keramike, pozostávajúcej z drobných zrniek, ktoré sa presúvajú jedno po druhom – proces kĺzania či šmýkania je najľahší, ak sú zrniečka veľmi malé. Zrnká nového materiálu majú v priemere menej ako tisícinu milimetra (mikrometer). Šmýkanie zrniek môže spôsobiť dva problémy: po prvé, ostávajú po ňom medzery, ktoré treba zaplniť voľnými atómami, po druhé, môže ho sprevádzať rast zrniek. Zväčšovaním zŕn môže dôjsť k prasknutiu. Čím rýchlejšia je zmena tvaru, tým pravdepodobnejší je vznik dier a rast zrniek.

Byung-Nam Kim so spolupracovníkmi z Národného Inštitútu pre vedy o materiáloch v Tsukube minimalizovali oba tieto problémy pomocou oxidov zirkónu, hliníka a hlinitanu horčíka. Pri 1 650 °C sa dá keramika naťahovať do značnej dĺžky. V tejto chvíli je nový materiál zaujímavou vedeckou kuriozitou, pretože o jeho fungovaní zostáva veľa nezodpovedaných otázok. Ale existuje možné praktické využitie,napr. pri zlepšovaní výkonnosti motorov áut, lietadiel či kotlov.

(kab, BBC)