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2016年12月22日，英国伦敦帝国理工大学宣布，该校的研究人员发现碳化钽（TaC）和碳化铪（HfC）材料可以承受接近4000℃的极热温度，其中后者的熔点创下了当前所有已知材料熔点的世界纪录。他们在发表于《自然》杂志子刊《科学报道》的论文中阐述了这一发现。论文名称为《对具有最高熔点材料的调查研究：对碳化钽－碳化铪系材料的激光熔融研究》（Investigating the highest melting temperature materials: A laser melting study of the TaC-HfC system），于2016年12月1日在线发表。 碳化钽材料粉末 碳化钽和碳化铪都是耐火陶瓷材料，具有极强的耐热能力，意味着它们可用于高速飞行器的热防护系统，以及核反应堆中过热环境的燃料包壳。但是，目前在实验室中没有一套科学的测试手段来测试碳化钽和碳化铪的熔点，因此无法真正的判断它们到底可在多极端的环境中发挥作用。帝国理工大学的研究人员发明了一种新方法，采用激光实现极端加热，从而可以测试碳化钽和碳化铪的耐热能力。 美国航空航天局艾姆斯中心开展了300秒电弧加热试验。试验对象为某个碳／碳机鼻，涂有分层的碳化铪／碳化硅。试验件承受的热负荷为每平方厘米389瓦，上、下图分别为加热15秒之后和295秒之后的照片，未观察到试验件发生明显的质量或尺寸改变（美国航空航天局图片） 研究人员用这种激光加热方式去寻找碳化钽和碳化铪的各自的熔点，同时还有二者组成的混合物的熔点。最终，研究人员发现二者组成的混合物（0.8的钽和0.2的铪）与此前研究的结果保持一致，熔点达到了3905℃；然而，这两种化合物各自的熔点均超过了此前已记录的熔点，其中碳化钽的熔点为3768℃，而碳化铪的熔点达到了3958℃。 英国帝国理工大学的此项发现，为制造新型的航空航天高速飞行器防热罩铺平了道路（美国航空航天局图片） 一直致力于此项研究的帝国理工大学材料学部奥马尔·瑟迪罗斯·巴拉扎博士（Omar Cedillos-Barraza）指出，迄今为止，碳化钽和碳化铪并不是高超声速飞机的潜在候选材料，但新的发现显示它们的耐热能力超过了任何人类已知的化合物，这意味着它们可用于高超声速飞行器，潜在应用包括飞行器机头、以及在飞行过程中须承受最大摩擦的外部部件边缘等。 （中国航空工业发展研究中心 陈济桁） 关注本公众号有以下三种方式： 1、点击本文顶部蓝色“空天防务观察”字样，点击“关注”； |
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