Chińczycy stworzyli przełomowy materiał. Nadchodzi rewolucja w lotach hipersonicznych

7 godziny temu 2

Reklama 3 tysiące złotych na miesiąc.

W tekście umieszczono linki reklamowe naszego partnera

Samoloty i pociski hipersoniczne, ale też zaawansowane silniki wymagają materiału, który zagwarantuje integralność strukturalną w ekstremalnych warunkach. Problemem jest to, że większość materiałów zaczyna zawodzić znacznie poniżej temperatury 3000 stopni Celsjusza. Dla przykładu, osłony termiczne statku Starship firmy SpaceX mogą wytrzymać temperaturę ok. 1371 st. Stopy metali ulegają zazwyczaj degradacji w temperaturach powyżej 2000 st., a kompozyty złożone z węgla dobijają do ok. 3000 st. w środowisku obojętnym. Niestety w powietrzu zaczynają się szybko utleniać, co prowadzi do spadku ich właściwości mechanicznych. Chińczycy znaleźli na to rozwiązanie i stworzyli nowy materiał ceramiczny z węglików spiekanych, który jest w stanie wytrzymać temperaturę do 3600 st. Celsjusza w środowisku utleniającym.

Jak zauważa Chu Yanhui, profesor z South China University of Technology:

Nasz zespół po raz pierwszy w historii przekroczył tę długotrwałą granicę dzięki projektowaniu wielokomponentowemu z wysoką entropią. Opracowana przez nas ceramika węglikowa, składająca się z pierwiastków takich jak hafn, tantal, cyrkon i wolfram, wykazuje znacznie niższą szybkość utleniania w temperaturze 3600 stopni Celsjusza pod wpływem promieniowania laserowego niż jakiekolwiek wcześniej zgłaszane materiały.

Wyjątkowy materiał może dać Chinom przewagę

Wyjątkowa wydajność wynika z unikalnej struktury tlenkowej materiału. Ponieważ różne pierwiastki wykorzystane inaczej reagują z tlenem – a wolfram jest szczególnie odporny na utlenianie – to materiał tworzy gęstą warstwę tlenku. Tlenki o wysokiej lepkości otaczają wolfram, chroniąc go przed dalszym utlenianiem, a jednocześnie służą jako bariera, która zapobiega wnikaniu tlenu głębiej w materiał.

Przy testach użyto zupełnie nowej platformy do testowania laserowego, która jest w stanie błyskawicznie podgrzać próbkę do temperatury przekraczającej 3800 st. Celsjusza. Wynalazcy zauważają, że ich nową ceramikę węglikową można stosować bezpośrednio jako zewnętrzną warstwę ochronną statków kosmicznych lub w systemach energetycznych, które są wystawione na działanie wysokich temperatur. To jednak nie koniec potencjalnych zastosowań. Chu zauważa:

Jako materiał bazowy ceramika może być wytwarzana w postaci kompozytów lub stosowana jako powłoka. Potencjalne zastosowania obejmują komponenty lotnicze, systemy ochrony broni, a nawet litografię półprzewodnikową, gdzie może chronić komponenty przed promieniowaniem plazmowym.

>> Przeczytaj także: Największy przekręt XIX w. Przez oszustwo zginęło prawie 200 osób

Interesujesz się nauką i techniką? Sprawdź oferty na popularne mikroskopy w sklepie naszego partnera: