مادة وقائية جديدة للفضاء والطيران في روسيا تتحمل حرارة أعلى من 2000 درجة مئوية

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.

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.

وفي هذا السياق أشار رئيس المختبر ديمتري موسكوفسكيخ قائلاً:

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".

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