Вызовы времени. В Китае изобрели материал, устойчивый к сверхвысоким температурам

Этот материал предназначен для систем тепловой защиты гиперзвуковых летательных аппаратов, где требуется высокая устойчивость к экстремальным температурам.

В своей работе, опубликованной в журнале Journal of Advanced Ceramics, ученые использовали метод самовспенивания для синтеза керамики (Ta0,2Nb0,2Ti0,2Zr0,2Hf0,2)C, используя коммерчески доступные хлориды металлов и фурфуриловый спирт. Этот метод позволил создать керамику с высокой пористостью (91,3%) и низкой теплопроводностью (0,046 Вт·м −1 ·К −1), что делает ее идеальным теплоизоляционным материалом для применения при сверхвысоких температурах.

Особенность разработанной керамики заключается в ее уникальной иерархической структуре, состоящей из микросфер размером 2 мкм, образующих взаимосвязанный каркас. Эти микросферы состоят из зерен карбида с высокой энтропией размером 20 нм, что придает материалу высокую прочность на сжатие (28,1±2 МПа).

Высокоэнтропийная керамика стала перспективным материалом для теплоизоляции из-за своей низкой теплопроводности, высокой температуры плавления и превосходной стабильности при высоких температурах. Она превосходит традиционные материалы благодаря своим уникальным свойствам, обусловленным многокомпонентными и искаженными решетками, которые эффективно рассеивают фононы.

В будущем исследователи планируют провести дополнительные исследования, чтобы изучить стойкость пористой высокоэнтропийной керамики к окислению, что является важным аспектом для длительного использования этого материала в экстремальных условиях.