Kỷ lục về vật liệu chịu nhiệt cao nhất thế giới

Cả hai vật liệu này có triển vọng được sử dụng trong các môi trường khắc nghiệt như bảo vệ chống nhiệt cho xe siêu thanh trong không gian thế hệ mới và làm tấm bọc thanh nhiên liệu cho các môi trường siêu nóng của lò phản ứng hạt nhân. Tuy nhiên, chưa có công nghệ kiểm tra điểm nóng chảy của TaC và HfC trong phòng thí nghiệm để xác định mức độ khắc nghiệt của môi trường trong đó, các vật liệu này có thể hoạt động.

Các nhà khoa học đã đưa ra một kỹ thuật nung nóng mới sử dụng laser để kiểm tra khả năng chịu nhiệt của TaC và HfC. Họ đã áp dụng các kỹ thuật làm nóng bằng laser để xác định điểm nóng chảy của TaC và HfC. Kết quả là TaC nóng chảy ở mức 3.768°C và HfC là 3.958°C, vượt qua điểm nóng chảy kỷ lục trước đây.

Cuộc đua trong không gian

Kết quả nghiên cứu có thể mở đường cho ra đời xe siêu thanh thế hệ mới, nghĩa là tàu vũ trụ sẽ có tốc độ nhanh hơn bao giờ hết.

TS. Cedillos-Barraza, đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: “Ma sát sinh ra khi tàu vũ trụ di chuyển với tốc độ siêu thanh trên Mach 5, tạo ra nhiệt độ rất cao. Cho đến nay, TaC và HfC không phải là ứng cử viên tiềm năng cho tàu vũ trụ siêu thanh, nhưng phát hiện mới cho thấy các vật liệu này có thể chịu nhiệt thậm chí cao hơn mức trước đây chúng tôi từng nghĩ, vượt trội hơn bất cứ hợp chất nào mà con người biết đến. Do đó, đây là những vật liệu hữu ích cho các loại tàu vũ trụ mới bay qua khí quyển như máy bay, trước khi đạt tốc độ siêu thanh để phóng vào không gian. Các vật liệu này có thể cho phép tàu vũ trụ chịu nhiệt rất cao”.

TaC và HfC có các ứng dụng tiềm năng như sử dụng làm mũ chụp phần đầu tàu vũ trụ và cạnh của các công cụ bên ngoài chịu ma sát mạnh nhất trong chuyến bay.

Hiện nay, các phương tiện di chuyển với tốc độ trên Mach 5 không thể chở người, nhưng TS. Cedillos-Barraza cho rằng trong tương lai điều này sẽ trở thành hiện thực.

TS. Cedillos-Barraza thêm: "Chúng tôi đã thực hiện các cuộc kiểm tra để chứng minh vật liệu TaC và HfC có triển vọng trong việc chế tạo xe không gian trong tương lai. Khả năng chịu nhiệt cực cao nghĩa là các nhiệm vụ liên quan đến tàu vũ trụ siêu thanh một ngày nào đó sẽ là các nhiệm vụ có người lái. Ví dụ, chuyến bay từ London đến Sydney với tốc độ Mach 5, sẽ chỉ mất khoảng 50 phút, mở ra một thế giới mới với nhiều cơ hội thương mại cho các nước trên toàn thế giới”.

N.P.D-NASATI (Theo Phys)