Созданный материал открывает новые горизонты для микроэлектроники и промышленности благодаря своим уникальным химическим характеристикам.
Исследователи Томского научного центра Сибирского отделения РАН создали уникальные электропроводящие композитные материалы с использованием метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Основу полученных композитов составили карбосилицид титана и азотосодержащие фазы. Эти материалы способны выдерживать температуры до 400 °C, что позволяет использовать их в производстве нагревательных устройств и компонентов микроэлектроники.
На первом этапе эксперимента ученые применяли чистые порошки трех элементов: титана, кремния и углерода. Затем была проведена химическая реакция с заменой традиционного инертного газа аргона на азот. Это позволило образовать дополнительные нитридные структуры, которые внедряются в кристаллическую решетку вещества, улучшая его характеристики. После завершения реакции, протекавшей при температуре свыше 2100 °C, был получен порошок, содержащий карбид титана и карбосилицид титана в соотношении 15% и 85% соответственно. Затем этот материал добавляется в стандартную трехкомпонентную порошковую смесь, после чего весь состав проходит синтез в реакторе.
«Мы варьировали соотношение порошка, полученного в результате первого синтеза, и исходного состава. Оптимальным оказалось, когда на второй стадии процесса он разбавлялся на 40-60% продуктом, синтезированным на первом этапе. Такой карбосилицид титана имеет самые высокие электрические и термические свойства, включая удельное поверхностное сопротивление 50-100 Ом и рабочую температуру до 400 °C», — комментирует кандидат технических наук Александр Шульпеков, научный сотрудник лаборатории технологического горения.
По мнению специалистов, композиты на основе карбосилицида титана обладают выдающимися электропроводящими свойствами и находят применение в разнообразных областях. Их активно используют для создания нагревательных приборов и микроэлектронных устройств, работающих при высоких температурах.
Таким образом, разработки отечественных ученых открывают широкие возможности для применения в современных технологиях. Эти материалы перспективны для производства суперконденсаторов, литий-полимерных аккумуляторов, датчиков газов и биометрических показателей, защитных экранов от электромагнитных излучений и электростатических явлений. Композиты также могут заменить традиционные металлические и проводящие компоненты в различных отраслях промышленности и техники.
Фото: hi-tech.mail.ru