Datblygodd grŵp o wyddonwyr o NUST MISIS ddeunydd ceramig gyda'r pwynt toddi uchaf ymhlith cyfansoddion hysbys ar hyn o bryd. Oherwydd y cyfuniad unigryw o briodweddau ffisegol, mecanyddol a thermol, mae'r deunydd yn addawol i'w ddefnyddio yn y cydrannau mwyaf gwres-lwythog o awyrennau, megis ffeiriau trwyn, peiriannau jet ac ymylon blaen miniog adenydd sy'n gweithredu ar dymheredd uwch na 2000 gradd C. Cyhoeddir y canlyniadau yn Ceramics International.

Llawer o asiantaethau gofod blaenllaw (NASA, ESA, yn ogystal ag asiantaethau o Japan,Tsieinaac India) wrthi'n datblygu awyrennau gofod y gellir eu hailddefnyddio, a fydd yn lleihau'n sylweddol y gost o gludo pobl a chargo i orbit, yn ogystal â lleihau'r cyfnodau amser rhwng hediadau.

“Ar hyn o bryd, mae canlyniadau sylweddol wedi’u cyflawni wrth ddatblygu dyfeisiau o’r fath. Er enghraifft, mae lleihau radiws talgrynnu ymylon blaen miniog yr adenydd i ychydig gentimetrau yn arwain at gynnydd sylweddol mewn codiad a maneuverability, yn ogystal â lleihau llusgo aerodynamig. Fodd bynnag, wrth adael yr atmosffer ac ail-fynd iddo, ar wyneb adenydd yr awyren ofod, gellir arsylwi tymheredd o tua 2000 gradd C, gan gyrraedd 4000 gradd C ar yr ymyl iawn. Felly, o ran awyrennau o'r fath, mae cwestiwn yn gysylltiedig â chreu a datblygu deunyddiau newydd a all weithio ar dymheredd mor uchel, ”meddai Dmitry Moskovskikh, pennaeth Canolfan Deunyddiau Ceramig Adeiladu NUST MISIS.

Yn ystod datblygiadau diweddar, nod y gwyddonwyr oedd creu deunydd gyda'r pwynt toddi uchaf a phriodweddau mecanyddol uchel. Dewiswyd y system hafnium-carbon-nitrogen triphlyg, hafnium carbonitride (Hf-CN), gan fod gwyddonwyr o Brifysgol Brown (UDA) wedi rhagweld yn flaenorol y byddai gan hafnium carbonitride ddargludedd thermol uchel a gwrthiant i ocsidiad, yn ogystal â'r toddi uchaf. pwynt ymhlith yr holl gyfansoddion hysbys (tua 4200 gradd C).

Gan ddefnyddio'r dull hunan-luosogi synthesis tymheredd uchel, cafodd y gwyddonwyr NUSTMISIS HfC0.5N0.35, (hafnium carbonitride) yn agos at y cyfansoddiad damcaniaethol, gyda chaledwch uchel o 21.3 GPa, sydd hyd yn oed yn uwch nag mewn deunyddiau addawol newydd, megis ZrB2/SiC (20.9 GPa) a HfB2/SiC/TaSi2 (18.1 GPa).

“Mae'n anodd mesur ymdoddbwynt deunydd pan fydd yn fwy na 4000 gradd С. Felly, penderfynasom gymharu tymereddau toddi y cyfansoddyn wedi'i syntheseiddio a'r pencampwr gwreiddiol, hafnium carbide. I wneud hyn, fe wnaethom osod samplau HFC a HfCN cywasgedig ar blât graffit siâp dumbbell, a gorchuddio'r brig gyda phlât tebyg i osgoi colli gwres, ”meddai Veronika Buinevich, myfyriwr ôl-raddedig NUST MISIS.

Nesaf, fe wnaethon nhw ei gysylltu â batri gan ddefnyddioelectrodau molybdenwm. Perfformiwyd yr holl brofion yn ddwfngwactod. Gan fod y trawstoriad o blatiau graffit yn wahanol, cyrhaeddwyd y tymheredd uchaf yn y rhan gyfyngaf. Dangosodd canlyniadau gwresogi ar yr un pryd y deunydd newydd, carbonitride, a hafnium carbide, fod gan y carbonitrid bwynt toddi uwch na hafnium carbide.

Fodd bynnag, ar hyn o bryd, mae pwynt toddi penodol y deunydd newydd yn uwch na 4000 gradd C, ac ni ellid ei bennu'n union yn y labordy. Yn y dyfodol, mae'r tîm yn bwriadu cynnal arbrofion ar fesur y tymheredd toddi yn ôl pyrometreg tymheredd uchel gan ddefnyddio laser neu wrthiant trydan. Maent hefyd yn bwriadu astudio perfformiad yr hafnium carbonitride o dan amodau hypersonig, a fydd yn berthnasol i'w gymhwyso ymhellach yn y diwydiant awyrofod.