NUST MISISeko zientzialari talde batek gaur egun ezagutzen diren konposatuen artean urtze-puntu altuena duen zeramikazko material bat garatu zuen. Propietate fisiko, mekaniko eta termikoen konbinazio berezia dela eta, materiala itxaropentsua da hegazkinen bero-karga gehien duten osagaietan erabiltzeko, hala nola sudur-kararenak, jet-motorrak eta 2000 gradu C-tik gorako tenperaturan funtzionatzen duten hegoen aurrealdeko ertz zorrotzetan. Emaitzak Ceramics International aldizkarian argitaratu dira.

Espazio agentzia nagusi asko (NASA, ESA, baita Japoniako agentziak,Txinaeta India) aktiboki garatzen ari dira espazio-hegazkin berrerabilgarriak, eta horrek jendea eta zama orbitara eramatearen kostua nabarmen murriztuko du, baita hegaldien arteko denbora tarteak ere.

“Gaur egun, emaitza esanguratsuak lortu dira horrelako gailuen garapenean. Esaterako, hegoen aurrealdeko ertz zorrotzen biribilketa-erradioa zentimetro gutxi batzuetara murrizteak igoera eta maniobragarritasuna nabarmen handitzea dakar, baita arrastatze aerodinamikoa murriztea ere. Dena den, atmosferatik atera eta berriro sartzean, espazio-hegoen gainazalean, 2000 gradu C inguruko tenperaturak ikus daitezke, ertzean bertan 4000 gradu C-tara iritsiz. Hori dela eta, horrelako hegazkinei dagokienez, hain tenperatura altuetan lan egin dezaketen material berrien sorrera eta garapenarekin lotutako galdera bat dago», dio Dmitry Moskovskikh-ek, NUST MISIS Eraikuntza Zeramika Materialetarako Zentroko buruak.

Azken garapenetan, zientzialarien helburua urtze-puntu altuena eta propietate mekaniko altuak dituen materiala sortzea zen. Hafnio-karbono-nitrogeno sistema hirukoitza aukeratu zen, hafnio karbonitruroa (Hf-CN), Brown Unibertsitateko (AEB) zientzialariek aurrez aurreikusten baitzuten hafnio karbonitruroak eroankortasun termiko eta oxidazioarekiko erresistentzia handia izango zuela, baita urtze handiena ere. puntu ezagunak diren konposatu guztien artean (4200 gradu C gutxi gorabehera).

Tenperatura altuko sintesia auto-hedatzeko metodoa erabiliz, NUSTMISISeko zientzialariek HfC0.5N0.35 (hafnio karbonitruroa) konposizio teorikotik gertu lortu zuten, 21,3 GPa-ko gogortasun handikoa, etorkizun handiko material berrietan baino are handiagoa. hala nola, ZrB2/SiC (20,9 GPa) eta HfB2/SiC/TaSi2 (18,1 GPa).

“Zaila da material baten urtze-puntua neurtzea 4000 gradu С gainditzen duenean. Hori dela eta, sintetizatutako konposatuaren urtze-tenperaturak eta jatorrizko txapelduna, hafnio karburoa, alderatzea erabaki genuen. Horretarako, HFC eta HfCN konprimitutako laginak dumbbell itxurako grafitozko plaka batean jarri genituen, eta goiko plaka antzeko batekin estali genuen bero galera ekiditeko”, dio Veronika Buinevich NUST MISIS graduondoko ikasleak.

Ondoren, bateria batera konektatu zuten erabilizmolibdenozko elektrodoak. Proba guztiak sakon batean egin zirenhutsean. Grafitozko plaken ebakidura desberdina denez, tenperatura maximoa zati estuenean iritsi zen. Material berriaren, karbonitruroaren eta hafnio karburoaren aldi berean berotzearen emaitzek erakutsi zuten karbonitruroak hafnio karburoak baino urtze-puntu handiagoa duela.

Hala ere, momentuz, material berriaren urtze-puntu espezifikoa 4000 gradu C-tik gorakoa da, eta ezin izan da laborategian zehatz-mehatz zehaztu. Etorkizunean, taldeak urtze-tenperatura neurtzeko esperimentuak egitea aurreikusten du tenperatura altuko pirometriaren bidez laser edo erresistentzia elektrikoa erabiliz. Era berean, ondoriozko hafnio karbonitruroaren errendimendua aztertzeko asmoa dute baldintza hipersonikoetan, industria aeroespazialean gehiago aplikatzeko garrantzitsua izango dena.