Композит, созданный на основе нитрида бора, обладает характеристиками, присущими обычной керамике, однако при нагревании он не растрескивается, а плавится, что позволяет формировать его в нужную конфигурацию.
Металл и пластик обладают высокой технологичностью, позволяющей придавать им разнообразные формы благодаря пластичности при нагревании. Керамика, напротив, сохраняет свою структуру и, как правило, разрушается при воздействии высоких температур. Тем не менее, недавние исследования, проведенные учеными из Северо-Восточного университета в США, представили инновационный керамический материал, способный к формованию при нагревании.
Композит состоит из микроскопических пластин нитрида бора, соединенных методом пленкообразования и скрепленных посредством фотополимеризации. Данная технология позволяет сформировать материал с микроструктурой, обеспечивающей его пластичность при повышенных температурах. Статья В журнале была опубликована работа Рэндалла Эрба (Randall Erb) и его коллег Advanced Materials.
Иногда в науке открытия происходят неожиданно. В процессе экспериментов с новым керамическим материалом ученые обнаружили, что он расплавился и выпал из крепления под воздействием горячего газа. Внимательно изучив произошедшее, они пришли к выводу: в отличие от обычной керамики, которая при нагревании, как правило, раскалывается, этот материал не получил повреждений, а лишь изменил свою форму, приняв оплавленную структуру, что более характерно для пластика или металла.
«Мы неоднократно проводили подобные работы и убедились в возможности управления деформацией. Эксперименты по формованию под давлением показали, что материал хорошо обрабатывается таким способом», — рассказал профессор Эрб. По словам ученых, микроструктура такой керамики позволяет ей очень эффективно проводить тепло, распределяя его по всему объему и расплавляясь, словно металл. Для дальнейших разработок и коммерциализации своего открытия авторы запустили стартап Fourier LLC и уже получили первые инвестиции.
Термоформуемая керамика обладает потенциалом для использования в электронике. Благодаря возможности легкой формовки, она может применяться для отвода тепла от нагревающихся микрочипов. В настоящее время для этой цели обычно используются алюминиевые радиаторы. Однако необходимо учитывать, что металлы способны создавать помехи в передаче радиоволн. Разрабатываемый материал полностью прозрачен для радиоволн и не проводит электричество. С помощью нагрева и вибрации керамику можно деформировать и плотно прилегать к микросхеме для эффективного отвода избыточного тепла.