Kiinalaiset tutkijat ovat luoneet keramiikkamateriaalin, joka kestää jopa 3600 °C lämpötiloja hapellisessa ympäristössä, ylittäen nykyiset termiset rajat hypersonisessa lennossa.
Jopa nykyaikaisimmat hypersoniset ajoneuvot kohtaavat rakenteellisia haasteita äärimmäisissä lämpöolosuhteissa.
South China Morning Postin mukaan useimmat materiaalit alkavat pettää jo alle 3000 °C lämpötiloissa.
SpaceX:n Starshipin lämmönsuojapaneelit kestävät esimerkiksi noin 1371 celsiusastetta joidenkin arvioiden mukaan.
Viimeaikainen Advanced Materials -tiedelehdessä julkaistu tutkimus kuvaa vaikuttavaa karbidikeramiikin kykyä, joka koostuu elementeistä kuten hafnium, tantaali, zirkonium ja volframi.
Tutkijoiden mukaan materiaali “osoittaa merkittävästi pienempää hapettumisnopeutta 3600 celsiusasteessa laserin säteilyn alla kuin mikään aiemmin raportoitu materiaali.”
Poikkeuksellinen suorituskyky johtuu materiaalin oksidikerroksen ainutlaatuisesta rakenteesta. Koska eri elementeillä on erilainen affiniteetti happeen korkeissa lämpötiloissa, materiaali muodostaa tiiviin oksidikerroksen.
Erityisesti volframrunko, joka on erittäin hapettumista kestävä, täytettynä muiden elementtien oksideilla, toimii esteenä, joka estää hapen tunkeutumisen syvemmälle materiaaliin.
“Tiimimme on maailman ensimmäisenä ylittänyt tämän pitkään vallinneen rajan korkean entropian monikomponenttisuunnittelun avulla,” sanoi Chu Yanhui, Etelä-Kiinan teknillisen yliopiston professori SCMP:lle.
Chun mukaan uusi karbidikeramiikka “voidaan käyttää suoraan ulkoisena suojakerroksena avaruusaluksissa tai energiajärjestelmissä kestämään suoraa altistumista korkeille lämpötiloille.”
Kuva ja video: Pixabay. Tämä sisältö on luotu tekoälyn avulla ja toimituksen tarkastama.
