Gələcək hipersəs uçuşu üçün nəhəng bir sıçrayışla, Çin alimləri həyati güc və istilik izolyasiya xüsusiyyətləri üçün sınaqlarda rekord yüksək qiymətlər əldə edən inqilabi yeni material hazırlamaq üçün çoxmiqyaslı texnologiyaya müraciət etdilər.

Alimlər deyirlər ki, onların məsaməli keramika yaradılması aerokosmik, kimya mühəndisliyi və enerji ötürülməsi və istehsalı sahələrində daha geniş kəşfiyyata yol açır .

“İlk dəfə olaraq, müstəsna mexaniki yükdaşıma qabiliyyətinə və yüksək istilik izolyasiya performansına gətirib çıxara bilən ultra sürətli yüksək temperatur sintez texnikası vasitəsilə yüksək entropiyaya malik keramikanın çoxmiqyaslı struktur dizaynı və sürətli istehsalı haqqında məlumat verilir “. tədqiqatçılar, Advanced Materials jurnalında yanvarın 2-də dərc olunan məqalədə bildiriblər .

Alimlər uzun müddətdir ki, xüsusilə hipersəs səyahətləri üçün vacib olan aşağı istilik keçiriciliyi ilə öyünən güclü, yüngül materialların yaradılmasında çətinliklərlə üzləşiblər. Keramika materialları vəd edir, çünki onlar aşağı istilik keçiriciliyi , yüksək ərimə nöqtələri və korroziyaya davamlılıq nümayiş etdirirlər və həmçinin yanmazdırlar.

Lakin Yer səthinin altındakı böyük dərinliklərdə, eləcə də kosmosda aparılan kəşfiyyat layihələri son dərəcə yüksək temperatur və təzyiqlə qarşılaşır. Ənənəvi keramika materialları belə hallarda kifayət deyil.

Yüngül, məsaməli materiallar aşağı istilik ötürmə qabiliyyətinə malikdir, lakin bu arzuolunan əmlak tez-tez bir mübadilə ilə – daha çox kövrəkliklə gəlirdi.

Guangzhou Universitetinin Material Elmləri və Mühəndisliyi Məktəbinin tədqiqatçıları “2000 °C-ə qədər ultra güclü və yüksək istilik izolyasiya edən məsaməli yüksək entropiyalı keramika” adlı hesabatlarında, “Mexanik gücü və istilik izolyasiyasını eyni vaxtda yaxşılaşdırmaq üçün yollar tapmaq vacibdir” məsaməli keramika tutumu.”

Beləliklə, onlar adi mənfi cəhətlər olmadan güc və istilik müqaviməti arasında yaxşı balans əldə edən məsaməli keramika materialı yaratmaq üçün yüksək entropiya dizayn konsepsiyasına müraciət etdilər.

Yüksək entropiya dizaynı daha güclü, daha istiliyədavamlı və daha sabit komponentlər yaratmaq üçün istifadə oluna bilən çoxsaylı elementlərin bərabər ölçülərinin istifadəsinə yönəlmişdir.

Tədqiqatçılar aerokosmik uçuş üçün tələb olunan izolyasiya və çəki meyarlarına nail olan material hazırladılar. Tədqiqatçıların dediyinə görə, 9PHEB – 9-kation məsaməli yüksək entropiyalı diborid adı ilə tanınan yeni keramika istehsalı “müstəsna istilik sabitliyi” və “ultra yüksək sıxılma gücü” təmin edir.

“Qüsurlar və ya amorf fazalar olmadan güclü birləşmə ilə xarakterizə olunan yüksək keyfiyyətli interfeyslər yükləmə zamanı birləşmələr vasitəsilə tikinti bloku boyunca və bir çox digərlərinə sürətli qüvvə ötürülməsini təşviq edə bilər, bu da mexaniki gücün əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb ola bilər” dedi.

İstilik və stress səbəbiylə aerokosmik qəzalar illər boyu manşetlərə çevrildi.

1986-cı ildə Challenger faciəsi raket gücləndiriciləri arasında möhür yaradan rezin O-halqalarla əlaqələndirildi. Sərin temperaturda elastikliyini itirərək, yalnız 53 dərəcədən yuxarı temperaturda istifadə etmək məhdudlaşdırıldı. Ancaq Challenger, temperaturun 36 dərəcəyə enməsi ilə buraxıldı. O-halqalar elastikliyini itirdi, uğursuz oldu və partlayıcı qazlar sızdı və bütün yeddi astronavtın ölümünə səbəb olan fəlakətli partlayışa səbəb oldu.

17 il sonra Kolumbiya Space Shuttle-ın xarici çəninin köpük izolyasiyası qopduğu və daxili qanadın istilik qoruyucusunda kompromisə səbəb olan istilik qoruyucu plitələrə dəyməsi, mekiğin parçalanması və göyərtəsində olan yeddi astronavtın hamısının ölümü ilə nəticələnən ikinci bir qəza baş verdi .

Tədqiqatçılar deyirlər ki, onların yeni materialı aerokosmik tədqiqatlarda irəliləyişlər vəd edir.

“Əla mexaniki və istilik izolyasiya xüsusiyyətləri [9PHEB] ekstremal şəraitdə etibarlı istilik izolyasiyası üçün cəlbedici material təklif edir” dedilər.

Ətraflı məlumat: Zihao Wen və digərləri, 2000 °C-ə qədər ultra güclü və yüksək istilik izolyasiya edən məsaməli yüksək entropiyalı keramika, qabaqcıl materiallar (2024). DOI: 10.1002/adma.202311870

Jurnal məlumatı: Təkmil materiallar