NUST MISIS'ten bir grup bilim insanı, şu anda bilinen bileşikler arasında en yüksek erime noktasına sahip bir seramik malzeme geliştirdi. Fiziksel, mekanik ve termal özelliklerin benzersiz kombinasyonu nedeniyle malzeme, burun kaplamaları, jet motorları ve 2000 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda çalışan kanatların keskin ön kenarları gibi uçakların en fazla ısı yüklü bileşenlerinde kullanım için ümit vericidir. Sonuçlar Ceramics International'da yayınlandı.

Birçok önde gelen uzay ajansı (NASA, ESA ve ayrıca Japonya ajansları,Çinve Hindistan), insanları ve kargoyu yörüngeye ulaştırma maliyetini önemli ölçüde azaltacak ve uçuşlar arasındaki zaman aralıklarını azaltacak yeniden kullanılabilir uzay uçaklarını aktif olarak geliştiriyor.

“Şu anda bu tür cihazların geliştirilmesinde önemli sonuçlar elde edildi. Örneğin, kanatların keskin ön kenarlarının yuvarlama yarıçapının birkaç santimetreye düşürülmesi, kaldırma kuvveti ve manevra kabiliyetinde önemli bir artışa yol açmanın yanı sıra aerodinamik sürtünmeyi de azaltır. Ancak atmosferden çıkıp tekrar girerken, uzay uçağının kanatlarının yüzeyinde yaklaşık 2000 derece C'lik sıcaklıklar gözlemlenebilir ve en uçta 4000 derece C'ye ulaşır. Bu nedenle, söz konusu bu tür uçaklar olduğunda, bu kadar yüksek sıcaklıklarda çalışabilecek yeni malzemelerin yaratılması ve geliştirilmesiyle ilgili bir soru ortaya çıkıyor” diyor NUST MISIS Yapısal Seramik Malzemeler Merkezi başkanı Dmitry Moskovskikh.

Son gelişmeler sırasında bilim adamlarının hedefi, erime noktası en yüksek ve mekanik özellikleri yüksek bir malzeme yaratmaktı. Üçlü hafniyum-karbon-nitrojen sistemi olan hafniyum karbonitrit (Hf-CN), Brown Üniversitesi'nden (ABD) bilim adamlarının daha önce hafniyum karbonitritin yüksek termal iletkenliğe ve oksidasyona karşı direncin yanı sıra en yüksek erime noktasına sahip olacağını öngörmesi nedeniyle seçildi. bilinen tüm bileşikler arasında nokta (yaklaşık 4200 derece C).

NUSTMISIS bilim adamları, kendi kendine yayılan yüksek sıcaklıkta sentez yöntemini kullanarak, teorik bileşime yakın, 21,3 GPa'lık yüksek sertliğe sahip, yeni gelecek vaat eden malzemelerden bile daha yüksek olan HfC0.5N0.35 (hafniyum karbonitrit) elde ettiler. ZrB2/SiC (20,9 GPa) ve HfB2/SiC/TaSi2 (18,1 GPa) gibi.

“4000 derece C'yi aştığında bir malzemenin erime noktasını ölçmek zordur. Bu nedenle sentezlenen bileşiğin erime sıcaklıklarını orijinal şampiyon hafniyum karbür ile karşılaştırmaya karar verdik. Bunu yapmak için, sıkıştırılmış HFC ve HfCN numunelerini dambıl şeklindeki bir grafit plaka üzerine yerleştirdik ve ısı kaybını önlemek için üstünü benzer bir plaka ile kapattık” diyor NUST MISIS yüksek lisans öğrencisi Veronika Buinevich.

Daha sonra bunu kullanarak bir bataryaya bağladılar.molibden elektrotlar. Tüm testler derin bir ortamda gerçekleştirildi.vakum. Grafit plakaların kesitleri farklı olduğundan maksimum sıcaklığa en dar kısımda ulaşılmıştır. Yeni malzeme olan karbonitrit ve hafniyum karbürün aynı anda ısıtılmasının sonuçları, karbonitritin hafniyum karbürden daha yüksek bir erime noktasına sahip olduğunu gösterdi.

Ancak şu anda yeni malzemenin spesifik erime noktası 4000 derece C'nin üzerinde ve laboratuvarda kesin olarak belirlenemedi. Gelecekte ekip, bir lazer veya elektrik direnci kullanarak yüksek sıcaklık pirometrisi ile erime sıcaklığının ölçülmesine yönelik deneyler yapmayı planlıyor. Ayrıca, havacılık endüstrisindeki ileri uygulamalar için uygun olacak şekilde, ortaya çıkan hafniyum karbonitritin hipersonik koşullarda performansını incelemeyi de planlıyorlar.