Isang grupo ng mga siyentipiko mula sa NUST MISIS ang bumuo ng isang ceramic na materyal na may pinakamataas na punto ng pagkatunaw sa mga kasalukuyang kilalang compound. Dahil sa natatanging kumbinasyon ng mga pisikal, mekanikal at thermal na katangian, ang materyal ay nangangako na gamitin sa pinakamaraming heat-loaded na mga bahagi ng sasakyang panghimpapawid, tulad ng mga fairing ng ilong, jet engine at matutulis na mga gilid sa harap ng mga pakpak na tumatakbo sa temperaturang higit sa 2000 degrees C. Ang mga resulta ay nai-publish sa Ceramics International.

Maraming nangungunang ahensya ng kalawakan (NASA, ESA, pati na rin ang mga ahensya ng Japan,Tsinaat India) ay aktibong bumubuo ng magagamit muli na mga spaceplane, na makabuluhang bawasan ang gastos sa paghahatid ng mga tao at kargamento sa orbit, pati na rin ang pagbabawas ng mga agwat ng oras sa pagitan ng mga flight.

"Sa kasalukuyan, ang mga makabuluhang resulta ay nakamit sa pagbuo ng mga naturang device. Halimbawa, ang pagbabawas ng rounding radius ng matalim na mga gilid sa harap ng mga pakpak sa ilang sentimetro ay humahantong sa isang makabuluhang pagtaas sa pag-angat at kakayahang magamit, pati na rin ang pagbawas ng aerodynamic drag. Gayunpaman, kapag lumabas sa atmospera at muling pumasok dito, sa ibabaw ng mga pakpak ng spaceplane, ang mga temperatura ng humigit-kumulang 2000 degrees C ay maaaring maobserbahan, na umaabot sa 4000 degrees C sa pinakadulo. Samakatuwid, pagdating sa naturang sasakyang panghimpapawid, may tanong na nauugnay sa paglikha at pagbuo ng mga bagong materyales na maaaring gumana sa ganoong mataas na temperatura, "sabi ni Dmitry Moskovskikh, pinuno ng NUST MISIS Center para sa Constructional Ceramic Materials.

Sa mga kamakailang pag-unlad, ang layunin ng mga siyentipiko ay lumikha ng isang materyal na may pinakamataas na punto ng pagkatunaw at mataas na mekanikal na katangian. Ang triple hafnium-carbon-nitrogen system, hafnium carbonitride (Hf-CN), ay napili, dahil ang mga siyentipiko mula sa Brown University (US) ay hinulaan dati na ang hafnium carbonitride ay magkakaroon ng mataas na thermal conductivity at paglaban sa oksihenasyon, pati na rin ang pinakamataas na pagkatunaw. punto sa lahat ng kilalang compound (humigit-kumulang 4200 degrees C).

Gamit ang paraan ng self-propagating high-temperature synthesis, nakuha ng mga NUSTMISIS scientist ang HfC0.5N0.35, (hafnium carbonitride) malapit sa theoretical composition, na may mataas na tigas na 21.3 GPa, na mas mataas pa kaysa sa mga bagong promising na materyales, tulad ng ZrB2/SiC (20.9 GPa) at HfB2/SiC/TaSi2 (18.1 GPa).

“Mahirap sukatin ang punto ng pagkatunaw ng materyal kapag lumampas sa 4000 degrees С. Samakatuwid, nagpasya kaming ihambing ang natutunaw na temperatura ng synthesized compound at ang orihinal na kampeon, hafnium carbide. Upang gawin ito, inilagay namin ang mga naka-compress na HFC at HfCN na sample sa isang graphite plate na hugis dumbbell, at tinakpan ang tuktok ng isang katulad na plato upang maiwasan ang pagkawala ng init, "sabi ni Veronika Buinevich, NUST MISIS post-graduate student.

Susunod, ikinonekta nila ito sa isang baterya gamitmolibdenum electrodes. Ang lahat ng mga pagsubok ay isinagawa sa isang malalimvacuum. Dahil ang cross-section ng mga graphite plate ay naiiba, ang maximum na temperatura ay naabot sa makitid na bahagi. Ang mga resulta ng sabay-sabay na pag-init ng bagong materyal, carbonitride, at hafnium carbide, ay nagpakita na ang carbonitride ay may mas mataas na punto ng pagkatunaw kaysa sa hafnium carbide.

Gayunpaman, sa ngayon, ang tiyak na punto ng pagkatunaw ng bagong materyal ay higit sa 4000 degrees C, at hindi tiyak na matukoy sa laboratoryo. Sa hinaharap, plano ng team na magsagawa ng mga eksperimento sa pagsukat ng temperatura ng pagkatunaw sa pamamagitan ng high-temperature pyrometry gamit ang laser o electric resistance. Plano din nilang pag-aralan ang pagganap ng nagreresultang hafnium carbonitride sa mga kondisyong hypersonic, na magiging may-katuturan para sa karagdagang aplikasyon sa industriya ng aerospace.