Температура плавления вольфрама (3422°C) долго считалась практически потолком для инженерных решений в условиях экстремального жара. Всё что выше обычно требовало сложного охлаждения или приводило к стремительной деградации материалов. Российские специалисты Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" совместно с институтами РАН предложили следующее: композит на основе карбонитрида гафния (HfCxNy - гафний-углерод-азот) сохраняет целостность при приблизительно 4200 °C, переводя проблему "предела прочности при жаре" в плоскость реального применения.
Зачем нужны такие материалы?
Материалы сверхвысоких температур важны для авиации, космоса и атомной энергетики. Носовые обтекатели и кромки крыльев гиперзвуковых аппаратов нагружаются тысячеградусной плазмой при входе в атмосферу. Турбинные лопатки стремятся к более горячим рабочим режимам ради экономии топлива и прироста тяги. Реакторы следующего поколения требуют стабильности структуры при температуры свыше 1000 °C на длительных интервалах. Там, где раньше приходилось усложнять схемы охлаждения и жертвовать эффективностью, новые композиты позволяют поднять планку.
Как устроена разработка?
Базой служит карбид гафния - одно из самых тугоплавких известных соединений (ок. 3959 °C). Введение азота формирует карбонитридную решётку, повышая устойчивость к окислению и термическим шокам. В результате материал выдерживает нагрев до 4200 °C без разрушения структуры, что выводит его в лидеры среди сверхтугоплавких керамик.
Производство и формование
Технологический маршрут основан на методе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с последующим искровым плазменным спеканием. Такой подход обеспечивает плотность, низкую пористость и возможность изготавливать детали сложной геометрии - от теплозащитных панелей до вставок и покрытий для наиболее нагруженных зон.
Где применять?
- Авиационные двигатели: повышение допустимой температуры газа на входе в турбину напрямую конвертируется в рост КПД и снижение удельного расхода топлива
- Космическая техника: теплозащитные элементы носков и кромок, а также многоразовые экраны для спускаемого аппарата и гиперзвуковых платформ
- Атомная энергетика: конструктивные узлы и защитные покрытия, рассчитанные на длительную работу при высоких температурах и в агрессивных средах
Интересный факт: Теплостойкость около 4200 градусов приближает материал к температурам фотосферы Солнца (5500 °C)!
Проект проходит стадию опытно-промышленных работ: формируются пилотные партии, ведётся доводка параметров синтеза, оптимизация себестоимости и стандартизация контроля качества для серийных поставок.
Нужно оборудование?
Звоните: 8 (800) 777-23-97
Точных Вам измерений!