Keramiek wordt sterker met dunne grafietlaagjes

Keramische materialen zijn in opmars, bijvoorbeeld in de auto- en offshore industrie. Maar het feit dat ze zo broos zijn, blijft een knelpunt. Medewerkers van ICI's Advanced Materials hebben een simpele nieuwe techniek ontwikkeld om een sterk silicon-carbide-grafiet composiet te maken. De techniek is afgekeken van de paarlemoeren schelpen langs het strand.

Bij vergelijkbare polymeervezels is het probleem van de broosheid opgelost door het inbouwen van zwakke 'grensvlakken' tussen de vezels. Een beginnende scheur in een vezel wordt dan op zo'n grensvlak 'afgebogen', zodat hij niet groter wordt. De vezels worden hiertoe in vloeibaar plastic verpakt. Maar bij keramische vezels is zo'n strategie niet bruikbaar, omdat het keramisch poeder wordt samengeperst en gesinterd verhit tot het bijna begint te smelten.

Medewerkers van ICI in het Engelse Cheshire hebben een alternatief gevonden. Ze bereiden silicon carbide poeder in dunnen lagen en verpakken die vervolgens in grafiet dat als zwak 'grensvlak' moet dienen. Vervolgens wordt het materiaal in vorm geperst en zonder druk gesinterd. In standaard buig-testen bleken deze keramiekmonsters zelfs sterker dan vurehout, bijna viermaal zo sterk als gewoon silicium carbide en er is honderdmaal zoveel kracht voor nodig om ze te breken. (Nature, 4 oktober)