可承受4,000℃以上的陶瓷耐熱材料,可望用於航太領域

 

刊登日期:2020/7/9
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俄羅斯莫斯科國立鋼鐵學院(NUST MISIS)開發了一項目前已知材料中熔點最高的陶瓷耐熱材料。研究團隊利用燃燒合成法製作出鉿-碳-氮(Hf-C-N)的三元系粉末,並透過放電電漿燒結予以固化製造而成,熔點達到4,000℃以上。未來可望應用在表面溫度超過2,000℃、極限達到4,000℃之太空梭機翼前端等航太領域。

美國布朗大學的研究人員預測鉿-碳-氮(Hf-C-N)系材料是有高熱傳導性、耐氧化性,且在既有化合物中擁有最高熔點(約4,200℃)的一項材料。而NUST MISIS的研究團隊採用1960年代在俄羅斯的火箭固體燃料研究中發現的燃燒合成法,成功地製作出 HfC0.5N0.35 粉末,並利用放電電漿燒結法予以固化後,確認新材料擁有理論密度達98%,以及超過4,000℃的熔點,且證實具有比 ZrB2/SiC、HfB2/SiC/TaSi2 等超高溫陶瓷來得更高的硬度(21.3 GPa)與破壞韌性(4.7MPam1/2)。

研究團隊表示,由於材料的熔點在超過4,000℃後即難以量測,雖然透過與既有材料熔點相互比較的方法,已確認新材料熔點超過4,000℃,但今後仍將繼續努力,利用雷射或電阻的高溫量測法等以確定新材料的正確熔點。


資料來源: https://en.misis.ru/university/news/science/2020-05/6648/
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