Ang isang pangkat ng mga Chinese scientist mula sa School of Materials Science and Engineering ng Guangzhou University ay nag-unveil ng isang bagong porous na ceramic na may hindi pa nagagawang lakas at mga katangian ng insulating na maaaring magbago sa hinaharap ng teknolohiya ng aerospace.
Ang high-entropy diboride ceramic na ito, na pinangalanang 9PHEB, ay nag-aalok ng magandang balanse sa pagitan ng mekanikal na lakas at thermal insulation, na ginagawa itong isang mainam na kandidato para sa hypersonic aircraft application. Gaya ng itinuturo ng Interesting Engineering, ang mga porous na ceramic na materyales ay mataas ang demand dahil sa kanilang liwanag, chemical inertness, at mababang thermal conductivity, na nakakatulong sa kanilang mga pambihirang kakayahan sa insulating.
Gayunpaman, ang paghahanap ng balanse sa pagitan ng mataas na lakas ng makina at thermal insulation sa mga materyales na ito ay naging mahirap. Ang pagtaas ng thermal insulation sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng mga pores ay tradisyonal na binabawasan ang mekanikal na lakas, na ginagawa itong hindi angkop para sa mga kumplikadong aplikasyon ng aerospace. Nalutas ng pangkat ng pananaliksik ang problemang ito sa pamamagitan ng paggamit ng multi-scale na disenyo ng istruktura para sa 9PHEB. Ipinagmamalaki ng mga ceramics na ito ang mga ultra-dispersed pores sa micro-level, mataas na kalidad na mga interface sa nano-level, at distortion ng crystal lattice sa atomic level - na lahat ay nag-aambag sa mga natatanging katangian nito.
Ang natatanging disenyo ay naglalaman ng humigit-kumulang 92% ultrafine pores na may sukat na 0,8 hanggang 1,2 micrometers, na nakikilala ito mula sa iba pang mga ceramic na materyales dahil sa mahusay nitong thermal insulation properties. Sa kabila ng 50% na porosity nito, ang 9PHEB ay nagpapakita ng ultrahigh compressive strength na humigit-kumulang 337 megapascals sa room temperature, na lumalampas sa naunang naiulat na porous na ceramics.
Ang bagong lakas na ito ay kritikal para sa mga potensyal na aplikasyon nito sa matinding kapaligiran, tulad ng matinding kapaligirang naranasan sa hypersonic na paglipad. Ang mga keramika ay pumasa sa mahigpit na mga pagsubok para sa pagkakabukod at paglaban sa init, na nagpapakita ng kanilang mahusay na mga katangian. Kahit na sa nakakapasong temperatura na 500 degrees Celsius, napanatili ng 9PHEB ang kahanga-hangang 98,5% ng lakas nito. Kapansin-pansin, nagpakita ito ng plastic deformation sa 2000 degrees Celsius - isang kalidad na kulang sa tradisyonal na malutong na ceramics.
Ang lakas at insulating properties ng ceramic ay dahil sa high-entropy na disenyo nito, isang konsepto na nagsasangkot ng madiskarteng paghahalo ng siyam na cationic na bahagi.
Sa natatanging kumbinasyon ng lakas at pagkakabukod nito, ang 9PHEB ay gaganap ng isang mahalagang papel sa aerospace, enerhiya at mga kemikal na industriya. Hinuhulaan ng mga eksperto ang potensyal na paggamit nito bilang isang thermal insulation material sa susunod na henerasyon ng hypersonic aircraft.
Basahin din: