Группа исследователей из Китая разработала новый тип керамического материала, способного выдерживать температуру до 3600 градусов по Цельсию в воздухе. Разработка позволит в будущем значительно повысить пределы термостойкости гиперзвуковых ракет. Материал создан на основе так называемой высокоэнтропийной керамики с несколькими компонентами и был исследован в Южно-Китайском технологическом университете под руководством Чу Яньхуэя.
Прототип китайского гиперзвукового самолетаКерамика может выдерживать высокие температуры даже в окислительной среде, то есть в присутствии кислорода, как пишет ресурс scmp. Это решение особенно актуально для теплозащитных материалов, поскольку многие материалы быстро окисляются при высоких температурах на воздухе и, таким образом, теряют свою прочность и защитный эффект.
Из-за высокой скорости гиперзвуковые самолеты и ракеты подвергаются воздействию экстремальных температур, вызванных трением между воздухом и поверхностью ракет. Используемые до сих пор материалы, такие как металлические сплавы, обычно выходят из строя при температуре выше 2000 градусов по Цельсию.
Даже современные углеродные композиты теоретически могут выдерживать температуру до 3000 градусов, но на воздухе они быстро теряют прочность при температуре всего лишь 370 градусов, поскольку окисляются. Для сравнения: теплозащитные покрытия корабля SpaceX Starship рассчитаны на температуру около 1371 градуса по Цельсию.
«Это первый случай в мире, когда рабочая температура базового материала достигла 3600 градусов по Цельсию. Преодолен барьер в 3000 градусов, который долгие годы был проблемой для отрасли», — цитирует ресурс scmp директора по исследованиям.
Керамику в качестве базового материала можно перерабатывать в композитные материалы или использовать в качестве покрытия. Возможные области применения: компоненты для аэрокосмической отрасли, систем вооружения и даже полупроводниковой промышленности.
Новый материал также не должен быть слишком дорогим для использования в промышленных масштабах. Команда уже работает с промышленными партнерами над налаживанием производственных процессов.