Një grup shkencëtarësh nga NUST MISIS zhvilluan një material qeramik me pikën më të lartë të shkrirjes midis përbërësve të njohur aktualisht. Për shkak të kombinimit unik të vetive fizike, mekanike dhe termike, materiali është premtues për t'u përdorur në komponentët më të ngarkuar me nxehtësi të avionit, si p.sh. parzmoret e hundës, motorët e avionëve dhe skajet e mprehta të përparme të krahëve që veprojnë në temperatura mbi 2000 gradë C. Rezultatet janë publikuar në Ceramics International.

Shumë agjenci hapësinore kryesore (NASA, ESA, si dhe agjenci të Japonisë,Kinëdhe India) po zhvillojnë në mënyrë aktive avionë hapësinorë të ripërdorshëm, të cilët do të ulin ndjeshëm koston e dërgimit të njerëzve dhe ngarkesave në orbitë, si dhe do të zvogëlojnë intervalet kohore midis fluturimeve.

“Aktualisht, janë arritur rezultate të rëndësishme në zhvillimin e pajisjeve të tilla. Për shembull, zvogëlimi i rrezes së rrumbullakosjes së skajeve të mprehta të përparme të krahëve në disa centimetra çon në një rritje të konsiderueshme të ngritjes dhe manovrimit, si dhe në reduktimin e tërheqjes aerodinamike. Megjithatë, kur dilni nga atmosfera dhe hyni përsëri në të, në sipërfaqen e krahëve të aeroplanit hapësinor mund të vërehen temperatura rreth 2000 gradë C, duke arritur në 4000 gradë C në skajin e saj. Prandaj, kur bëhet fjalë për avionë të tillë, ekziston një pyetje që lidhet me krijimin dhe zhvillimin e materialeve të reja që mund të funksionojnë në temperatura kaq të larta, "thotë Dmitry Moskovskikh, kreu i Qendrës NUST MISIS për Materialet Konstruktive Qeramike.

Gjatë zhvillimeve të fundit, qëllimi i shkencëtarëve ishte të krijonin një material me pikën më të lartë të shkrirjes dhe veti të larta mekanike. Sistemi i trefishtë hafnium-karbon-azot, karbonitridi i hafniumit (Hf-CN), u zgjodh, pasi shkencëtarët nga Universiteti Brown (SHBA) parashikuan më parë se karbonitridi i hafniumit do të kishte një përçueshmëri të lartë termike dhe rezistencë ndaj oksidimit, si dhe shkrirjen më të lartë. pikë midis të gjitha përbërjeve të njohura (afërsisht 4200 gradë C).

Duke përdorur metodën e sintezës në temperaturë të lartë vetëpërhapëse, shkencëtarët e NUSTMISIS përftuan HfC0.5N0.35, (karbonitrid hafnium) afër përbërjes teorike, me një fortësi të lartë prej 21.3 GPa, që është edhe më e lartë se në materialet e reja premtuese. si ZrB2/SiC (20.9 GPa) dhe HfB2/SiC/TaSi2 (18,1 GPa).

“Është e vështirë të matet pika e shkrirjes së një materiali kur ajo kalon 4000 gradë C. Prandaj, vendosëm të krahasojmë temperaturat e shkrirjes së përbërjes së sintetizuar dhe kampionit origjinal, karabit të hafniumit. Për ta bërë këtë, ne vendosëm mostra të ngjeshur HFC dhe HfCN në një pllakë grafiti në formën e një trap dhe mbuluam pjesën e sipërme me një pllakë të ngjashme për të shmangur humbjen e nxehtësisë, "thotë Veronika Buinevich, studente pasuniversitare NUST MISIS.

Më pas, ata e lidhën atë me një bateri duke përdorurelektroda të molibdenit. Të gjitha testet u kryen në thellësivakum. Meqenëse seksioni kryq i pllakave të grafitit ndryshon, temperatura maksimale u arrit në pjesën më të ngushtë. Rezultatet e ngrohjes së njëkohshme të materialit të ri, karbonitrit dhe karbitit të hafniumit, treguan se karbonitridi ka një pikë shkrirjeje më të lartë se karbidi i hafniumit.

Megjithatë, për momentin, pika specifike e shkrirjes së materialit të ri është mbi 4000 gradë C dhe nuk mund të përcaktohet saktësisht në laborator. Në të ardhmen, ekipi planifikon të kryejë eksperimente për matjen e temperaturës së shkrirjes me anë të pirometrisë së temperaturës së lartë duke përdorur një lazer ose rezistencë elektrike. Ata gjithashtu planifikojnë të studiojnë performancën e karbonitritit të hafniumit që rezulton në kushte hipersonike, të cilat do të jenë të rëndësishme për aplikim të mëtejshëm në industrinë e hapësirës ajrore.