13.3 C
Budapest
csütörtök, október 1, 2020

Az új kerámia közelebb hozza a hiperszonikus utazást a valósághoz

hiperszonikus repülőgép koncepció
Koncepció a hiperszonikus repülőgépről (Fotó: NASA)

Nagy-Britanniából és Kínából származó tudósok egy új kerámiaanyagot fejlesztettek ki, amely egy nap megvalósíthatja a hiperszonikus légi utazást.  A kerámia karbidbevonat ellenáll a magas hőmérsékletnek még  ötszörös hangsebességnél is, anélkül hogy az anyagok lebomlanának. 

A mérnöki munka nem egyszerűen egy jó ötlet.  Sok esetben ez egy hosszú, frusztráló keresési folyamat ahhoz, hogy megtalálják az eszköz felépítéséhez szükséges anyagokat. 

A hiperszonikus repülés ötlete már régóta létezik. Viszont olyan repülőgép vagy rakéta építése, amely a Mach 5 (3800 km / h, 6,125 km / h) sebességgel vagy annál nagyobb sebességet tesz lehetővé – New Yorkból Londonba, két órát igényel -, még mindig a kísérleti szakaszban vannak. Ez azért van, mert a levegő hatása a sebességgel 3000°C (5400° F) hőmérsékletet eredményez.  

Még ha ez nem is olvasztaná vagy csavarná meg a szárnyszéleket, orrcsúcsokat, turbina pengéket és más összetevőket, akkor az oxidáció és a leválás következtében rövid időn belül okozna komoly károkat.  Ez azt eredményezi, hogy a fémek felületi rétegei részben elpárolognak, gyengébbé válnak és hajlamosak a súrlódásra és a kilyukadásra.

Az áttörés

A Manchesteri Egyetem és a Kínai Központi Dél Egyetem csapata az ultra-magas hőmérsékletű kerámia (UHTC) új osztályán dolgozik, amelyek kevésbé érzékenyek az oxidációra és az ablációra, így nagyobb rugalmasságot és hosszabb élettartamot biztosítanak nekik.  A kulcs egy olyan új karbid bevonat, amelyet a tudósok 12-szer jobbnak tartanak, mint a jelenlegi UHTC-k, mint a cirkónium-karbid (ZrC).  

Az új kerámiát a kínai  Közép-Dél-Egyetem Porkohászati Intézete készítette, és Manchesterben értékelték.  Ez az úgynevezett reaktív olvadék beszivárgás (RMI) segítségével keletkezik, amely magában foglalja a cirkónium, a bór és a titán elemeinek behatolását egy különféle összetételű szénből álló mátrixba. Normál esetben a magas hőmérséklet a kerámiánál megvédi a védőelemeket, és a felesleges kerámia elbomlik. De az RMI sokkal nehezebbé teszi a kerámiát, és rendkívüli módon ellenáll a felületi degenerációnak a hiperszonikus hőmérsékleten.

A szélsőséges környezetekben használt jelenlegi UHTC-k korlátozottak, és érdemes megvizsgálni az új egyfázisú kerámia potenciálját a csökkent párolgás és a jobb oxidációs ellenállás szempontjából

– mondja Ping Xiao professzor, a Manchester Anyagtudományi professzora.

Továbbá kimutatták, hogy az ilyen kerámiák szénszálerősítésű szén-mátrix kompozitokba való bevezetése hatékony módja lehet a hősokk-rezisztencia javításának.

A kutatást a Nature Communications-ban publikálták.

Olvasd el ezt is!  Mi vékonyabb, mint egy hajszál, és erősebb, mint az acél?
Olvasd el ezt is!  Mi vékonyabb, mint egy hajszál, és erősebb, mint az acél?

Forrás: Manchester University

Borítókép: Koncepció a hiperszonikus repülőgépről (Fotó: NASA)

Tommy
Tommy
Sziasztok, Mindig is nagyon érdekelt a technológia és a tudomány világa. Azonban ugyanez igaz a gasztronómia és az egészséges életmód területére is. Ennek köszönhetően a lehető legérdekesebb cikkeket igyekszem elétek tárni. Mindezt pedig úgy, hogy amennyire a téma engedi, megpróbálom összekötni Nektek, hogy a lehető legkönnyebben tudjátok hasznosítani a mindennapjaitokban. 😉
141RajongókTetszik
33KövetőKövetés
8KövetőKövetés

AJÁNLÓ