Российские учёные создали самый тугоплавкий материал в мире. Он пригодится для создания воздушно-космических самолётов.
Российские учёные создали самый тугоплавкий материал в мире. Он пригодится для создания воздушно-космических самолётов.
Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Ceramics International.
Конструкторы многих стран работают над проектами воздушно-космических самолётов (ВКС) — гиперзвуковых аппаратов, сочетающих в себе качества самолёта и космического корабля.
Это должна быть многоразовая и многофункциональная машина, способная летать в атмосфере как самолёт, но в случае необходимости выходить на орбиту. Лучше, чтобы при этом она пользовалась исключительно собственными двигателями, а не ракетами-носителями, как "Шаттл" и "Буран", или самолётами-носителями, как недавно покоривший суборбитальные высоты корабль Unity.
Создание такой техники — чрезвычайно трудная задача. И одна из сложностей состоит в огромных температурах, воздействию которых будет подвергаться корабль.
"При выходе из атмосферы и повторном входе на поверхности крыльев ВКС могут наблюдаться температуры порядка двух тысяч градусов Цельсия, а на самом краю — четырёх тысяч. Поэтому, когда речь заходит о подобных летательных аппаратах, возникает вопрос, связанный с созданием и разработкой новых материалов, способных работать при столь высоких температурах", — объясняет директор научно-исследовательского центра "Конструкционные керамические наноматериалы" НИТУ "МИСиС" Дмитрий Московских, соавтор исследования.
Учёные из МИСиС синтезировали вещество с рекордной температурой плавления.
Фото Сергея Гнускова/МИСиС.
Ранее учёные из Университета Брауна (США) теоретически рассчитали, что карбонитриды гафния (HfCxNy) должны обладать самой высокой температурой плавления среди всех известных соединений: около 4200 градусов Цельсия. В новом исследовании российские учёные синтезировали соединение с формулой HfC0,5N0,35 и убедились в его рекордной тугоплавкости.
Непосредственно измерить столь высокую температуру трудно. Поэтому в этой работе исследователи ограничились тем, что установили: температура плавления карбонитрида гафния выше, чем у предыдущего рекордсмена — карбида гафния (HfC). Последний плавится при 3900 градусах Цельсия.
Для этого экспериментаторы нагревали оба материала электрическим током. Установка была сконструирована так, чтобы температура обоих образцов повышалась одними и теми же темпами. Как и ожидалось, карбид гафния расплавился раньше, чем карбонитрид гафния.
Отметим, что новый материал также обладает внушительной твёрдостью (21,3 гигапаскаля) и стойкостью к окислению. Так что это идеальный кандидат для облицовки крыльев ВКС.
В будущем авторы планируют проверить его работоспособность, сымитировав в эксперименте условия входа такого аппарата в атмосферу.
К слову, ранее 33Live.RuRu рассказывали о самом чёрном материале в истории и самом прочном в мире серебре.
