Закрыть

История

Российские ученые за несколько минут смогли расплавилть самый твердый материал в мире

 

Российским ученым удалось за несколько минут расплавить самый тугоплавкий материал в мире. О достижении и перспективах его использования сообщается на сайте Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН.

Химики из ИХТТМ СО РАН смогли разработать технологию изготовления изделий из карбида гафния — самого тугоплавкого материала в мире. Его уникальные свойства обусловлены химическим составом и крайне высокой температурой плавления — не менее четырёх тысяч градусов по Цельсию.

Классическая технология производства карбида гафния подразумевает нагрев смеси порошков гафния и углерода, размалывания их, прессовки и спекания – максимально возможная температура печи составляет около 2500ºС, карбид гафния же плавится при 3953ºС. Все эти манипуляции занимают десятки часов.

Предложенный учеными метод электронно-лучевой сварки позволяет получить тот же результат всего за несколько минут. Сначала порошки углерода и гафния прокручиваются в шаровой мельнице, где образуют механокомпозит – порошок, в котором чередуются слои углерода и гафния.

Затем полученный порошок исследуется на экспериментальной станции синхротронного излучения «Дифрактометрия в жестком рентгеновском диапазоне», где используется коротковолновое излучение с большой проникающей способностью, позволяющее исследовать структуру всего образца целиком.

А после этого на установке для электронно-лучевой сварки смесь нагревается с помощью направленного пучка электронов. Так как для плавления сложно подобрать подходящую емкость, оно происходит прямо внутри самого материала – расплавленное вещество оказывается окружено порошкообразным. Далее сырье просто подается слоями.

При помощи послойного наложения материалов возможно создавать композиционные покрытия с градиентом теплопроводности: первый слой должен выдерживать высокие температуры, возникающие при контакте с атмосферой, второй и последующие — плавно распределять тепло, а также изолировать от него внутреннюю часть аппарата.

В перспективе теплоизоляция, спроектированная и созданная с добавлением этого элемента, может позволить летательным аппаратам выдерживать колоссальные тепловые нагрузки. Таким образом, карбид гафния с успехом может применяться в сфере ракетостроения, в качестве внешнего покрытия для теплозащитных оболочек возвращаемых космических аппаратов типа «Буран».

Как сообщил старший научный сотрудник ИХТТМ СО РАН Алексей Анчаров, такой подход может применяться и для получения других материалов с похожей «теплостойкостью» — тантала, молибдена и вольфрама, востребованных в ракетостроении.


Выбор читателей


Расскажите друзьям. Поддержите сайт в соцсетях