Το Central South University έχει αναπτύξει ένα νέο υλικό ανθεκτικό στην αφαίρεση στους 3000 ℃

Πρακτορείο Ειδήσεων Xinhua, Changsha, 21 Αυγούστου (Ρεπόρτερ Xie Ying) Στις 21, ο δημοσιογράφος έμαθε από το Central South University ότι ο Huang Boyun, μια ακαδημαϊκή ομάδα του Εθνικού Εργαστηρίου Μεταλλουργίας Σκόνης του Central South University, έχει αναπτύξει μια νέα κεραμική επίστρωση και Τα σύνθετα υλικά του που μπορούν να αντισταθούν σε κατάλυση 3000 ℃ μέσω ενός μεγάλου αριθμού πειραμάτων. Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να ανοίξει το δρόμο για την ανάπτυξη υπερηχητικών αεροσκαφών.



Ο Xiong Xiang, Καθηγητής του Ερευνητικού Ινστιτούτου Μεταλλουργίας Σκόνης του Central South University, είπε ότι η υπερηχητική πτήση σημαίνει ότι η ταχύτητα πτήσης του είναι ίση ή μεγαλύτερη από πέντε φορές την ταχύτητα του ήχου, δηλαδή τουλάχιστον 6120 χιλιόμετρα την ώρα. Με τόσο μεγάλη ταχύτητα, η πτήση από το Πεκίνο στη Νέα Υόρκη μπορεί να ολοκληρωθεί εντός 2 ωρών, υπό την προϋπόθεση ότι τα βασικά δομικά στοιχεία του αεροσκάφους μπορούν να αντέξουν σοβαρή τριβή αέρα και την επίδραση της ροής θερμού αέρα έως και 2000-3000 ℃ χωρίς να υποστούν ζημιά . Η κεραμική επίστρωση εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας και τα σύνθετά της που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα από το Central South University μπορούν να παρέχουν καλύτερη προστασία για τα παραπάνω εξαρτήματα.



Αυτό το κεραμικό είναι ένα πολυστοιχειακό βόριο που περιέχει μονοφασικό καρβίδιο με σταθερή κρυσταλλική δομή καρβιδίου, το οποίο αποτελείται από Zr, Ti, C και B. Η ομάδα Ε&Α εισήγαγε την πολυστοιχειακή κεραμική φάση στα πορώδη σύνθετα άνθρακα/άνθρακα χρησιμοποιώντας τη διαδικασία διήθησης σύντηξης, λαμβάνοντας έτσι έναν νέο τύπο σύνθετων υλικών άνθρακα/άνθρακα τροποποιημένου με κεραμική επίστρωση Zr-Ti-C-B με μεγάλες δυνατότητες.



«Επειδή αυτό το κεραμικό υπερυψηλής θερμοκρασίας συνδυάζει την προσαρμοστικότητα του καρβιδίου σε υψηλή θερμοκρασία και την αντίσταση στην οξείδωση του βοριδίου, οι παραπάνω επικαλύψεις και σύνθετα υλικά παρουσιάζουν ανώτερη αντοχή στην αφαίρεση και αντοχή στο θερμικό σοκ και είναι πολλά υποσχόμενα υποψήφια υλικά για βασικά εξαρτήματα υπερηχητικών αεροσκαφών». είπε ο Xiong Xiang.



Τα ερευνητικά αποτελέσματα που αναπτύχθηκαν από την ομάδα δημοσιεύθηκαν στο Nature Communications στις 15 Ιουνίου. Το State Key Laboratory of Powder Metallurgy of Central South University ήταν ο πρώτος συγγραφέας αυτής της εργασίας, ο καθηγητής Xiong Xiang ήταν ο πρώτος αντίστοιχος συγγραφέας και ο Δρ Zeng Yi ήταν ο πρώτος συγγραφέας. Ο συνεργάτης, το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, Ηνωμένο Βασίλειο, έχει διεξαγάγει έρευνα χαρακτηρισμού και ανάλυσης σε αυτό το υλικό.



Μόλις δημοσιεύθηκε, το άρθρο έλαβε εκτεταμένη προσοχή από ξένους ακαδημαϊκούς κύκλους και μέσα ενημέρωσης. Τις πρώτες τρεις ημέρες μετά τη δημοσίευση, ο αριθμός των λήψεων ξεπέρασε τις 5000, ενώ ο αριθμός των λήψεων άλλων άρθρων που δημοσιεύθηκαν την ίδια ημέρα ήταν 300-900. Δεκάδες κυρίαρχα μέσα ενημέρωσης και έγκυρα ακαδημαϊκά ιδρύματα στον κόσμο, όπως η Daily Mail του Ηνωμένου Βασιλείου, ο Economist, η Yahoo, το Popular Machinery των Ηνωμένων Πολιτειών και το Russian Satellite News Agency, έχουν δώσει μεγάλη προσοχή και έχουν αναφέρει σχετικά ερευνητικό επίτευγμα. Ο κριτής του περιοδικού Nature Communication πιστεύει ότι «τα παραπάνω ερευνητικά αποτελέσματα θα πυροδοτήσουν τον ερευνητικό ενθουσιασμό και το ενδιαφέρον της ακαδημαϊκής κοινότητας για την εφαρμογή υλικών τεταρτοταγούς συστήματος στο υπερηχητικό πεδίο, επειδή αντιπροσωπεύει ένα σύστημα υλικού με μεγάλες προοπτικές εφαρμογής».



Από το 2002, με την υποστήριξη του National 863, 973 και του Εθνικού Ιδρύματος Φυσικών Επιστημών της Κίνας, και υπό την ηγεσία του καθηγητή Xiong Xiang, μελετητή Changjiang, η ομάδα προσπάθησε να βρει ένα νέο κεραμικό υλικό επίστρωσης εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας με εξαιρετική αντίσταση στην οξείδωση και αντοχή στην κατάλυση, ξεκινώντας με την επίστρωση αντοχής στην οξείδωση μεσαίας υψηλής θερμοκρασίας (<1600 ℃) των σύνθετων υλικών άνθρακα/άνθρακα. Στη διαδικασία της έρευνας, τα επιλεγμένα συστήματα υλικών κυμαίνονται από το αρχικό καρβίδιο του πυριτίου έως δεκάδες συστήματα όπως καρβίδιο τανταλίου, καρβίδιο τιτανίου, καρβίδιο ζιρκονίου, βορίδιο ζιρκονίου, καρβίδιο άφνιο και εκατοντάδες υλικά υψηλής θερμοκρασίας, που περιλαμβάνουν σχεδόν όλα τα υπάρχοντα υπερ- κεραμικά υψηλής θερμοκρασίας και σύνθετα υλικά υψηλής θερμοκρασίας. Μέχρι τώρα, έχει επιτευχθεί μια σημαντική ανακάλυψη στην ανάπτυξη ενός νέου τύπου κεραμικής επίστρωσης ανθεκτικής στην κατάλυση σε περιβάλλον εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας 3000 ℃, διάρκειας 15 ετών.