NUST MISIS ના વૈજ્ઞાનિકોના જૂથે હાલમાં જાણીતા સંયોજનોમાં સૌથી વધુ ગલનબિંદુ ધરાવતી સિરામિક સામગ્રી વિકસાવી છે. ભૌતિક, યાંત્રિક અને થર્મલ ગુણધર્મોના અનન્ય સંયોજનને લીધે, સામગ્રી એરક્રાફ્ટના સૌથી વધુ ગરમીથી ભરેલા ઘટકોમાં ઉપયોગ માટે આશાસ્પદ છે, જેમ કે નોઝ ફેરીંગ્સ, જેટ એન્જિન અને 2000 ડિગ્રી સે.થી વધુ તાપમાને કાર્યરત પાંખોની તીક્ષ્ણ આગળની ધાર. પરિણામો સિરામિક્સ ઇન્ટરનેશનલમાં પ્રકાશિત થયા છે.

ઘણી અગ્રણી અવકાશ એજન્સીઓ (NASA, ESA, તેમજ જાપાનની એજન્સીઓ,ચીનઅને ભારત) સક્રિયપણે ફરીથી વાપરી શકાય તેવા અવકાશ વિમાનો વિકસાવી રહ્યા છે, જે ભ્રમણકક્ષામાં લોકોને અને કાર્ગો પહોંચાડવાના ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરશે, તેમજ ફ્લાઇટ્સ વચ્ચેના સમયના અંતરાલને ઘટાડશે.

"હાલમાં, આવા ઉપકરણોના વિકાસમાં નોંધપાત્ર પરિણામો પ્રાપ્ત થયા છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાંખોની તીક્ષ્ણ આગળની ધારની ગોળાકાર ત્રિજ્યાને થોડા સેન્ટિમીટર સુધી ઘટાડવાથી લિફ્ટ અને મનુવરેબિલિટીમાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે, તેમજ એરોડાયનેમિક ડ્રેગમાં ઘટાડો થાય છે. જો કે, જ્યારે વાતાવરણમાંથી બહાર નીકળે છે અને ફરીથી પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે અવકાશયાનની પાંખોની સપાટી પર, લગભગ 2000 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન જોઈ શકાય છે, જે ખૂબ જ કિનારે 4000 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી પહોંચે છે. તેથી, જ્યારે આવા એરક્રાફ્ટની વાત આવે છે, ત્યારે આવા ઊંચા તાપમાને કામ કરી શકે તેવી નવી સામગ્રીના નિર્માણ અને વિકાસ સાથે સંકળાયેલ એક પ્રશ્ન છે,” NUST MISIS સેન્ટર ફોર કન્સ્ટ્રક્શનલ સિરામિક મટિરિયલ્સના વડા દિમિત્રી મોસ્કોવસ્કીખ કહે છે.

તાજેતરના વિકાસ દરમિયાન, વૈજ્ઞાનિકોનું લક્ષ્ય સૌથી વધુ ગલનબિંદુ અને ઉચ્ચ યાંત્રિક ગુણધર્મો સાથે સામગ્રી બનાવવાનું હતું. ટ્રિપલ હેફનિયમ-કાર્બન-નાઇટ્રોજન સિસ્ટમ, હેફનીયમ કાર્બોનિટ્રાઇડ (Hf-CN), પસંદ કરવામાં આવી હતી, કારણ કે બ્રાઉન યુનિવર્સિટી (યુએસ) ના વૈજ્ઞાનિકોએ અગાઉ આગાહી કરી હતી કે હેફનીયમ કાર્બોનિટ્રાઇડ ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા અને ઓક્સિડેશન સામે પ્રતિકાર તેમજ સૌથી વધુ ગલન કરશે. બધા જાણીતા સંયોજનો વચ્ચે બિંદુ (આશરે 4200 ડિગ્રી સે).

સ્વ-પ્રસારિત ઉચ્ચ-તાપમાન સંશ્લેષણની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, NUSTMISIS વૈજ્ઞાનિકોએ 21.3 GPa ની ઉચ્ચ કઠિનતા સાથે સૈદ્ધાંતિક રચનાની નજીક HfC0.5N0.35, (hafnium carbonitride) મેળવ્યું, જે નવી આશાસ્પદ સામગ્રી કરતાં પણ વધારે છે, જેમ કે ZrB2/SiC (20.9 GPa) અને HfB2/SiC/TaSi2 (18.1 GPa).

“જ્યારે 4000 ડિગ્રી સે કરતા વધારે હોય ત્યારે સામગ્રીના ગલનબિંદુને માપવું મુશ્કેલ છે. તેથી, અમે સંશ્લેષિત સંયોજન અને મૂળ ચેમ્પિયન, હેફનિયમ કાર્બાઇડના ગલન તાપમાનની તુલના કરવાનું નક્કી કર્યું. આ કરવા માટે, અમે ડમ્બેલ જેવા આકારની ગ્રેફાઇટ પ્લેટ પર સંકુચિત HFC અને HfCN નમૂનાઓ મૂક્યા, અને ગરમીના નુકસાનને ટાળવા માટે સમાન પ્લેટથી ટોચને ઢાંકી દીધી," NUST MISISની પોસ્ટ-ગ્રેજ્યુએટ વિદ્યાર્થી વેરોનિકા બુઇનેવિચ કહે છે.

આગળ, તેઓએ તેને બેટરીનો ઉપયોગ કરીને કનેક્ટ કર્યુંમોલિબડેનમ ઇલેક્ટ્રોડ્સ. તમામ પરીક્ષણો ઊંડાણપૂર્વક કરવામાં આવ્યા હતાશૂન્યાવકાશ. ગ્રેફાઇટ પ્લેટ્સનો ક્રોસ-સેક્શન અલગ હોવાથી, મહત્તમ તાપમાન સાંકડા ભાગમાં પહોંચી ગયું હતું. નવી સામગ્રી, કાર્બોનિટ્રાઇડ અને હેફનીયમ કાર્બાઇડને એકસાથે ગરમ કરવાના પરિણામો દર્શાવે છે કે કાર્બોનિટ્રાઇડમાં હેફનિયમ કાર્બાઇડ કરતાં વધુ ગલનબિંદુ છે.

જો કે, આ ક્ષણે, નવી સામગ્રીનો ચોક્કસ ગલનબિંદુ 4000 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપર છે, અને પ્રયોગશાળામાં ચોક્કસ રીતે નક્કી કરી શકાયું નથી. ભવિષ્યમાં, ટીમ લેસર અથવા ઇલેક્ટ્રિક પ્રતિકારનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ-તાપમાન પાયરોમેટ્રી દ્વારા ગલન તાપમાનને માપવા પર પ્રયોગો કરવાની યોજના ધરાવે છે. તેઓ હાયપરસોનિક પરિસ્થિતિઓમાં પરિણામી હાફનિયમ કાર્બોનિટ્રાઇડના પ્રભાવનો અભ્યાસ કરવાની પણ યોજના ધરાવે છે, જે એરોસ્પેસ ઉદ્યોગમાં વધુ એપ્લિકેશન માટે સંબંધિત હશે.