O echipă de oameni de știință chinezi de la Școala de Știință și Inginerie a Materialelor a Universității din Guangzhou a dezvăluit o nouă ceramică poroasă, cu rezistență și proprietăți izolante fără precedent, care ar putea schimba viitorul tehnologiei aerospațiale.
Această ceramică diboridă cu entropie ridicată, numită 9PHEB, oferă un echilibru fin între rezistența mecanică și izolarea termică, făcându-l un candidat ideal pentru aplicațiile aeronavei hipersonice. După cum subliniază Interesing Engineering, materialele ceramice poroase sunt la mare căutare datorită ușurinței, inerției chimice și conductivității termice scăzute, care contribuie la capacitățile lor de izolare excepționale.
Cu toate acestea, găsirea unui echilibru între rezistența mecanică ridicată și izolarea termică în aceste materiale s-a dovedit a fi dificilă. Creșterea izolației termice prin creșterea numărului de pori reduce în mod tradițional rezistența mecanică, făcându-le inadecvate pentru aplicații aerospațiale complexe. Echipa de cercetare a rezolvat această problemă utilizând un proiect structural multi-scală pentru 9PHEB. Aceste ceramice au pori ultra-dispersați la nivel micro, interfețe de înaltă calitate la nivel nano și distorsiuni ale rețelei cristaline la nivel atomic - toate acestea contribuind la proprietățile sale excepționale.
Designul unic conține aproximativ 92% pori ultrafini cu o dimensiune de 0,8 până la 1,2 micrometri, ceea ce îl deosebește de alte materiale ceramice datorită proprietăților sale excelente de izolare termică. În ciuda porozității sale de 50%, 9PHEB prezintă o rezistență la compresiune ultra-înaltă de aproximativ 337 megapascali la temperatura camerei, depășind ceramica poroasă raportată anterior.
Această nouă putere este critică pentru potențialele sale aplicații în medii extreme, cum ar fi mediile intense întâlnite în timpul zborului hipersonic. Ceramica a trecut teste riguroase de izolare și rezistență la căldură, demonstrându-și caracteristicile excelente. Chiar și la temperaturi arzătoare de 500 de grade Celsius, 9PHEB și-a păstrat 98,5% din puterea sa impresionantă. În mod remarcabil, a demonstrat deformarea plastică la 2000 de grade Celsius - o calitate de care îi lipsește ceramicii friabile tradiționale.
Rezistența și proprietățile de izolare ale ceramicii se datorează designului său cu entropie ridicată, un concept care implică amestecarea strategică a nouă componente cationice.
Cu combinația sa unică de rezistență și izolație, 9PHEB va juca un rol cheie în industria aerospațială, energetică și chimică. Experții prevăd utilizarea potențială a acestuia ca material de izolare termică în următoarea generație de avioane hipersonice.
Citeste si: