NUST MISIS-ის მეცნიერთა ჯგუფმა შეიმუშავა კერამიკული მასალა, რომელსაც აქვს ყველაზე მაღალი დნობის წერტილი ამჟამად ცნობილ ნაერთებს შორის. ფიზიკური, მექანიკური და თერმული თვისებების უნიკალური კომბინაციის გამო, მასალა პერსპექტიულია თვითმფრინავის ყველაზე სითბოს დატვირთულ კომპონენტებში გამოსაყენებლად, როგორიცაა ცხვირის ფარები, რეაქტიული ძრავები და ფრთების მკვეთრი წინა კიდეები, რომლებიც მუშაობენ 2000 გრადუსზე მაღლა ტემპერატურაზე. შედეგები გამოქვეყნებულია Ceramics International-ში.

მრავალი წამყვანი კოსმოსური სააგენტო (NASA, ESA, ისევე როგორც იაპონიის სააგენტოები,ჩინეთიდა ინდოეთი) აქტიურად ავითარებენ მრავალჯერადი გამოყენების კოსმოსურ თვითმფრინავებს, რაც მნიშვნელოვნად შეამცირებს ადამიანებისა და ტვირთის ორბიტაზე მიტანის ხარჯებს, ასევე შეამცირებს ფრენებს შორის დროის ინტერვალებს.

„ამჟამად ასეთი მოწყობილობების შემუშავებაში მნიშვნელოვანი შედეგებია მიღწეული. მაგალითად, ფრთების მკვეთრი წინა კიდეების დამრგვალების რადიუსის რამდენიმე სანტიმეტრამდე შემცირება იწვევს ამწევისა და მანევრირების მნიშვნელოვან ზრდას, ასევე აეროდინამიკურ წინააღმდეგობის შემცირებას. თუმცა, ატმოსფეროდან გასვლისა და მასში ხელახლა შესვლისას, კოსმოსური თვითმფრინავის ფრთების ზედაპირზე, დაახლოებით 2000 გრადუსი C ტემპერატურა შეიძლება შეინიშნოს, რაც კიდეზე 4000 გრადუსს აღწევს. ამიტომ, როდესაც საქმე ეხება ასეთ თვითმფრინავებს, ჩნდება კითხვა, რომელიც დაკავშირებულია ახალი მასალების შექმნასა და განვითარებასთან, რომლებსაც შეუძლიათ მუშაობა ასეთ მაღალ ტემპერატურაზე“, - ამბობს დიმიტრი მოსკოვსკიხი, NUST MISIS სამშენებლო კერამიკული მასალების ცენტრის ხელმძღვანელი.

ბოლო დროს განვითარებული მოვლენების დროს მეცნიერთა მიზანი იყო შეექმნათ მასალა უმაღლესი დნობის წერტილით და მაღალი მექანიკური თვისებებით. არჩეული იქნა სამმაგი ჰაფნიუმ-ნახშირბად-აზოტის სისტემა, ჰაფნიუმის კარბონიტრიდი (Hf-CN), რადგან ბრაუნის უნივერსიტეტის (აშშ) მეცნიერებმა ადრე იწინასწარმეტყველეს, რომ ჰაფნიუმის კარბონიტრიდს ექნებოდა მაღალი თბოგამტარობა და ჟანგვისადმი წინააღმდეგობა, ასევე უმაღლესი დნობა. წერტილი ყველა ცნობილ ნაერთს შორის (დაახლოებით 4200 გრადუსი C).

თვითგამრავლების მაღალტემპერატურული სინთეზის მეთოდის გამოყენებით NUSTMISIS-ის მეცნიერებმა მიიღეს HfC0.5N0.35, (ჰაფნიუმის კარბონიტრიდი) თეორიულ შემადგენლობასთან ახლოს, მაღალი სიმტკიცე 21,3 გპა, რაც კიდევ უფრო მაღალია, ვიდრე ახალ პერსპექტიულ მასალებში. როგორიცაა ZrB2/SiC (20,9 GPa) და HfB2/SiC/TaSi2 (18,1 GPa).

„ძნელია მასალის დნობის წერტილის გაზომვა, როდესაც ის 4000 გრადუსს აღემატება. ამიტომ, ჩვენ გადავწყვიტეთ შევადაროთ სინთეზირებული ნაერთისა და ორიგინალური ჩემპიონის, ჰაფნიუმის კარბიდის დნობის ტემპერატურა. ამისათვის ჩვენ დავაყენეთ შეკუმშული HFC და HfCN ნიმუშები ჰანტელის ფორმის გრაფიტის ფირფიტაზე და ზემოდან დავფარეთ მსგავსი ფირფიტა, რათა თავიდან ავიცილოთ სითბოს დაკარგვა“, - ამბობს ვერონიკა ბუინევიჩი, NUST MISIS-ის ასპირანტმა.

შემდეგი, მათ დააკავშირეს იგი ბატარეის გამოყენებითმოლიბდენის ელექტროდები. ყველა ტესტი ჩატარდა ღრმადვაკუუმი. ვინაიდან გრაფიტის ფირფიტების განივი კვეთა განსხვავდება, მაქსიმალური ტემპერატურა მიღწეულია ყველაზე ვიწრო ნაწილში. ახალი მასალის, კარბონიტრიდისა და ჰაფნიუმის კარბიდის ერთდროული გაცხელების შედეგებმა აჩვენა, რომ კარბონიტრიდს უფრო მაღალი დნობის წერტილი აქვს, ვიდრე ჰაფნიუმის კარბიდს.

თუმცა, ამ დროისთვის ახალი მასალის სპეციფიკური დნობის წერტილი 4000 გრადუს C-ზე მაღალია და ლაბორატორიაში ზუსტად ვერ დადგინდა. სამომავლოდ, გუნდი გეგმავს ექსპერიმენტების ჩატარებას დნობის ტემპერატურის გაზომვაზე მაღალი ტემპერატურის პირომეტრიით ლაზერის ან ელექტრული წინააღმდეგობის გამოყენებით. ისინი ასევე გეგმავენ შეისწავლონ მიღებული ჰაფნიუმის კარბონიტრიდის მოქმედება ჰიპერბგერით პირობებში, რაც აქტუალური იქნება საჰაერო კოსმოსურ ინდუსტრიაში შემდგომი გამოყენებისთვის.