مادة وقائية جديدة للفضاء والطيران في روسيا تتحمل حرارة أعلى من 2000 درجة مئوية
© Photo / MISIS
تابعنا عبر
ابتكر علماء الجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجيةNUST MISIS "ميسيس" مادة جديدة تتحمل حرارات عالية لتطبيقات الفضاء. وبحسب قول الباحثين فقد تمكنوا في نفس الوقت من زيادة نقطة الانصهار والتوصيل الحراري ومقاومة الأكسدة، وكذلك الحد من كثافة المواد وتكاليف الطاقة أثناء الإنتاج.
فيما يتعلق بتكنولوجيا الصواريخ والفضاء، يجب أن تتحمل بعض المواد أحمالاً وضغوطاً كبيرة عند درجات حرارة أعلى من 2000 درجة مئوية عند المرور عبر الغلاف الجوي للأرض. وبالتالي وفق تأكيد العلماء فإنه يتم استخدام أنواع محددة من الطلاء الواقي من الحرارة مصنوعة من مواد مركبة بالنسبة لهذه المكونات.
ومع ذلك فإنه من الضروري في ظل هذه الظروف، أن تتحمل المواد أيضاً الأكسدة الشديدة. لذلك لا يتم استخدام مركبات الكربون والكربون المنتشر على نطاق واسع في درجات حرارة أعلى من 1600 درجة مئوية، حيث تصبح الأكسدة ضمن هذه الدرجات غير قابلة للسيطرة، في إشارة إلى أن تدفق الأكسجين بشكل كثيف وتشكل منتجات التفاعل الغازي يؤدي إلى احتراق كامل للطلاء.
أندري نيباشويف، أحد العلماء من مختبر "مواد الخزف الإنشائية" التابع لجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية "ميسيس"
© Photo / MISIS
في هذا الإطار قامت مجموعة من العلماء من مختبر "مواد الخزف الإنشائية" التابع للجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية المكونة من فيرونيكا سوفوروفا وأندري نيبابوشيف وديمتري موسكوفسكيخ بابتكار مادة مركبة جديدة تعتمد على كربونات الهافنيوم، وهي مادة مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة والأكسدة.
مجموعة من العلماء من مختبر "مواد الخزف الإنشائية" التابع لجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية "ميسيس"
© Photo / MISIS
وفي هذا السياق أشار رئيس المختبر ديمتري موسكوفسكيخ قائلاً:
المركب الذي تم ابتكاره من قبلنا يتمتع ليس فقط بمقاومة أكسدة عالية عند درجات حرارة أعلى من 2000 درجة مئوية فحسب، بل يتمتع أيضاً بخصائص ميكانيكية وفيزيائية حرارية عالية. حيث أدت إضافة كربيد السيليكون إلى زيادة مقاومة الأكسدة وتقليل الكثافة إلى النصف تقريباً دون انخفاض في الخواص الميكانيكية.
وتابع موسكوفسكيخ بالقول إنه "يمكن استخدام هذه المادة في تصنيع المكونات الحساسة للصواريخ الفضائية وغيرها من التقنيات الواعدة. حيث أوضح الباحثون أن الأجزاء الهيكلية المصنوعة من المركب الجديد ستوفر حماية حرارية فعالة عند نقاط التباطؤ الكامل في التدفق، والتي تتعرض لأكبر حمولة حرارية".
ديمتري موسكوفسكيخ، رئيس المختبر في الجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية "ميسيس"
© Photo / MISIS
كما أفاد العلماء أنه تم تصنيع كربونيتريد الهافنيوم عن طريق حرق خليط من الهافنيوم مع الكربون في جو من النيتروجين، واستخدم تلبيد شرارة البلازما للحصول على المواد بأحجام عديدة. ووفقاً للعلماء يعد هذا أسلوباً بسيطاً وسريعاً وموفراً للطاقة ومناسباً للإنتاج الصناعي.
أجريت الدراسة في إطار منحة مؤسسة العلوم الروسية رقم 19-79-10280. ويعتزم العلماء في المرحلة التالية وضع تقنية لتصنيع عناصر ذات تصميمات مختلفة من المركب الجديد، يتم تشغيلها في تدفقات غاز عالية السرعة.
الجدير بالذكر أنه تم نشر النتائج في مجلة Ceramics International
