Российские ученые за несколько минут расплавили самый тугоплавкий 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.

Ученые из ИЯФ СО РАН совместно с коллегами из Института химии твердого тела и механохимии разработали новую технологию получения изделий из карбида гафния — материала с самой высокой температурой плавления.

Реклама

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.

Карбид гафния с успехом может применяться в сфере ракетостроения, в качестве внешнего покрытия для теплозащитных оболочек возвращаемых космических аппаратов типа «Буран». 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.