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.
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 Вести.Ru рассказывали о самом чёрном материале в истории и самом прочном в мире серебре.
