Ученые из Томска разработали керамический материал с почти нулевым коэффициентом теплового расширения, а также технологию его производства, сообщает пресс-служба Томского государственного университета. Новый материал предназначен для запорных элементов нефтегазовых трубопроводов.

Запорная арматура предназначена для перекрывания потока углеводородов по трубе. Требования к материалам запорной арматуры очень высокие, поскольку ее элементы испытывают сильнейшие нагрузки. Многие научные группы ищут новые материалы, которые бы противостояли износу, были бы долговечными, не ржавели и т. д.

Одно из решений предлагают ученые из Томского государственного университета, где под руководством профессора физико-технического факультета Сергея Кулькова и при содействии коллег из Института физики прочности и материаловедения СО РАН изобрели композиционный материал — нанокерамику — с коэффициентом теплового расширения, близким к нулю.

Новый материал состоит из вольфрамата циркония, который и обеспечивает неизменность размеров при циклах нагрева-охлаждения в широком диапазоне температур от –100 до +200 градусов Цельсия. Это сводит трение запорной аппаратуры, сделанной из такого материала, практически к нулю, и соответственно возрастает срок ее службы. Кроме того, вольфрамат циркония имеет небольшой вес и высокую конструкционную прочность. Проблема, однако, в том, что вольфрамат циркония очень трудно ввести в состав керамики. Никому это не удалось, кроме ученых из ТГУ, которые нашли техническое решение. На свое изобретение они получили два патента РФ.

Новую нанокерамику испытали на ООО «Сенсор», которое сотрудничает с ТГУ по проекту, поддержанному грантом Минобрнауки РФ в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы». Испытания показали очень высокую износостойкость и механическую прочность нового материала. Если новую нанокерамику применять в трубопроводах, к примеру, только на Тюменском месторождении, то экономический эффект составит более 200 миллионов рублей.

Работы по разработке технологии завершат в ноябре 2016 года и передадут ее ООО «Сенсор», чтобы выпускать запорную аппаратуру нового класса.