مقاوم‌ترین ماده در برابر حرارت ساخته شد

ایسنا و به نقل از آی‌ای، یک ماده سرامیکی جدید با بالاترین نقطه ذوب شناخته شده توسط دانشمندان دانشگاه ملی علوم و فناوری “MISIS” در روسیه ساخته شده است.

به لطف ترکیب اجزای این ماده سرامیکی، این ماده می‌تواند برای استفاده در موادی که با حرارت سر و کار دارند، مثل بدنه هواپیماها، موتورهای جت و لبه‌های بال‌های هواپیما که در دمای بالاتر از ۲۰۰۰ درجه سلسیوس کار می‌کنند، بسیار مفید باشد.

این ماده سرامیکی به لطف ترکیب منحصر به فرد خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی خود، دارای پتانسیل بزرگی در صنایع فضایی و حمل و نقل هوایی است.

بسیاری از آژانس‌های فضایی جهان مانند ناسا و آژانس فضایی اروپا(ESA) به طور جدی به دنبال ساخت هواپیماهای فضایی قابل استفاده مجدد هستند. در نهایت این امر باعث می‌شود هزینه‌های حمل و نقل افراد و محموله‌ها به مدار زمین کاهش یابد و همچنین فاصله زمانی بین پروازهای فضایی به حداقل برسد.

هواپیمای فضایی یک وسیله نقلیه هوایی است که می‌تواند مانند یک هواپیما در جو زمین پرواز کند و مانند یک فضاپیما در خلاء فضا مانور دهد. برای انجام این کار، هواپیماهای فضایی باید ویژگی‌های هواپیما و فضاپیما را در خود جای دهد. هواپیماهای فضایی مداری بیشتر شبیه فضاپیماها هستند، هواپیماهای فضایی زیر مداری بیشتر شبیه هواپیما هستند. تمام هواپیماهای فضایی تا به امروز دارای موشک بوده‌اند اما به عنوان هواپیمای بدون سرنشین به زمین نشستند.

“دیمیتری موسکوکیخ” رئیس مرکز ساخت مواد سرامیکی داشنگاه MISIS گفت: در حال حاضر نتایج قابل توجهی در توسعه این ماده حاصل شده است. به عنوان مثال، کاهش شعاع گرد لبه‌های جلویی و تیز بال‌ها تا چند سانتی متر منجر به افزایش قابل توجه برخاستن و قدرت مانور و همچنین کاهش کشیدگی آیرودینامیکی می‌شود. ین در حالی است که هنگام خروج از جو و ورود مجدد به آن توسط این هواپیماهای فضایی، بر روی سطح بال‌ها می‌توان دمای حدود ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد را مشاهده کرد که این دما در لبه بال‌ها به ۴۰۰۰ درجه سانتیگراد نیز می‌رسد.

وی افزود: بنابراین وقتی صحبت از چنین هواپیماهایی می‌شود، ایجاد و توسعه مواد جدیدی در نظر می‌آید که بتوانند در چنین درجه حرارت بالایی کار کنند.

محققان برای دستیابی به این ماده سرامیکی جدید از سیستم سه گانه هافنیوم-کربن-نیتروژن استفاده کردند که هافنیوم کربنیتید(Hf-C-N) نامیده می‌شود.

“ورونیکا بوینویچ” یکی از محققان این مطالعه توضیح داد: اندازه‌گیری نقطه ذوب مواد در دمای بیش از ۴۰۰۰ درجه سانتیگراد دشوار است.

وی افزود: ما تصمیم گرفتیم نقطه ذوب ترکیب جدید خود را با “هافنیوم کاربید” که تاکنون مقاوم‌ترین ماده بود، مقایسه کنیم. در نهایت نتایج نشان داد که “هافنیوم کربنیتید” از نقطه ذوب بالاتری نسبت به “هافنیوم کاربید” برخوردار است.

لازم به ذکر است از آنجا که در آزمایشگاه نمی‌توان با ایمنی بالا با دمای بالاتر از ۴۰۰۰ درجه سلسیوس کار کرد و نقطه ذوب ماده سرامیکی جدید در واقع بالاتر از ۴۰۰۰ درجه سلسیوس است، نتیجه نهایی را نمی‌توان دقیقاً مشخص کرد.

این گروه به کار خود در این پروژه ادامه خواهد داد و قصد دارد آزمایش‌هایی در زمینه اندازه‌گیری نقطه ذوب با استفاده از لیزر یا مقاومت الکتریکی انجام دهد.

این مطالعه در مجله Ceramics International منتشر شده است.

انتهای پیام