ماده سرامیکی جدیدی که سفر فراصوتی را ممکن میکند

تیمی متشکل از دانشمندان چینی و انگیلیسی موفق به ساخت یک ماده سرامیکی شده اند که می تواند رویای مسافرت هوایی با سرعتی بسیار فراتر از سرعت صوت را محقق سازد. این ماده سرامیکی در دماهای بسیار بالا که در اثر پرواز با سرعت بیش از 5 برابر سرعت صوت بوجود می آید، مقاوم است.

مهندسی به این معنی نیست که یک ایده خوب پیدا کنید و سپس شروع به ساختنش نمایید. در اکثر موارد نیاز است که مدت زمانی طولانی و خسته کننده به دنبال یافتن ماده مناسب برای ساخت آن ایده باشید. به عنوان مثال برای ساخت یک تلفن هوشمن نیاز به استفاده از مواد پلاستیکی ویژه ای است. بدون وجود این مواد ویژه، تلفن هوشمند شما در اندازه یک چمدان می شد.

در مهندسی هوافضا نیز این نکته وجود دارد. اندیشه ساخت هواپیمای سریع با سرعتی بالاتر از 5 برابر سرعت صوت مدت زمان درازیست که وجود دارد. اما برای ساختن چنین هواپیمایی نیاز به موادی است که هنوز در مرحله آزمایش می باشد. زیرا در این سرعت، در اثر نیروی اصطکاک هوا، دمای بدنه هواپیما به 3000 درجه سانتیگراد می رسد.

حتی اگر در این دما لبه های بالها، دماغه هواپیما، تیغه های توربین، و دیگر قطعات ذوب نشوند، به علت اکسیداسیون و خوردگی قطعات هواپیما آسیب می بینند. با عث می شود که لایه های سطوح فلزات از بین برود و در نتیجه ضیعف گردد.

گروهی متشکل از دانشگاه منچستر انگلستان و دانشگاه جنوب مرکزی چین در حال کار بر روی ماده سرامیکی هستن که در برابر اکسیداسیون و خوردگی مقاومت بالایی دارد و در نتیجه طول عمر و اطمینان پذیری آن بالاتر خواهد بود. نکته کلیدی در این سرامیک جدید، پوشش کاربیدی جدیدی است که طبق ادعای دانشمندان 12 برابر بهتر از انواع حال (UHTC) حاضر از قبیل زیرکونیوم کاربید (ZrC) است.

سرامیک جدید در انستیتیو متالورژی پودر دانشگاه جنوب مرکزی ساخته شد و در منچستر بررسی و ارزیابی گردید. این سرامیک از راه نفوذ ذوب واکنشی ساخته شد که شامل نفوذ دادن عناصری از قبیل زیرکونیوم، بوربون و تیتانیوم داخل ماتریکسی ساخته شده از انواع مختل کربن است. معمولا دمای بالا باعث آسیب پذیر شدن سرامیک می شود. اما روش فوق موجب سخت تر و فوق العاده مقاوم تر گشتن سطوح سرامیک در برابر خوردگی در دماهای بالای سرعت صوت می شود.

پرفسور دانشگاه منچستر عنوان می کند: نامزد حال حاضر UHTC برای استفاده در محیط های پرفشار خیلی محدود است و تلاش برای یافتن سرامیک تک فازی جدید که در برابر اکسیداسیون مقاومت بهتری داشته باشد و کمتر تبخیر شود، بسیار ارزشمند است. به علاوه نشان داده شده است که استفاده از این سرامیک به صورت کامپوزیتهای ماتریکسی کربنی مقام شده فیبروکربن راه بسیار موثری برای مقاوم شدن در برابر شوک حرارتی است.