Ученые из Великобритании и Китая разработали новый керамический материал, который в будущем поможет сделать гиперзвуковые воздушные путешествия реальностью. Созданное ими покрытие из керамического карбида может выдерживать высокие температуры без ухудшения качеств материала.
Создание самолета или ракеты, которые могли бы развивать скорость на уровне 5 Мах (3,800 километров в час) или выше, требует материалов, которые все еще находятся в экспериментальной стадии. Это происходит потому, что воздействие воздуха на таких скоростях создает температуры выше 3000 градусов по Цельсию. Даже если кромки крыла, носа, лопатки турбин и другие детали не плавятся и не деформируются от таких высоких температур, то они слишком быстро изнашиваются из-за окисления. В этом случае поверхностные слои металла испаряются, что значительно ухудшает работоспособность деталей.
Группа ученых из Манчестерского университета и Центрального Южного университета в Китае работает над созданием нового класса ультра-высокотемпературной керамики (UHTCs), которая менее подвержена окислению и абляции, что придает ей большую устойчивость и долговечность. Новое карбидное покрытие в 12 раз прочнее, чем современные.
Новая керамика производится с помощью реактивной инфильтрации расплава, этот метод предполагает проникновение элементов, в том числе циркония, бора и титана, в матрицу, выполненную из различных видов углерода. Как правило, высокие температуры разрушают защитные элементы, что приводит к деградации керамики, но реактивная инфильтрация делает керамику гораздо прочнее и крайне устойчивой к деградации при высоких температурах.
