Исследователи из Сибирского отделения РАН исследовали свойства гафний-иридиевого жаропрочного сплава и установили, что он имеет отличные перспективы в качестве материала для гиперзвуковых летательных аппаратов. Соответствующая статья опубликована в ACS Applied Materials & Interfaces.
В настоящее время есть два пути решения проблемы создания термостойких материалов для гиперзвуковых ракет и самолетов — использование керамики и металлических сплавов. Металлы могут оказаться более выгодным решением, так как уменьшают вес изделий (при равной прочности), однако нужные сплавы — например, гафния и иридия, не так просто получить, да и их поведение при нагрузках, типичных для гиперзвуковых летательных аппаратов, пока не вполне известно.
Поэтому в новой работе исследователи попробовали свою собственную методику получения сплава гафния и иридия из порошка карбида гафния (HfC) и иридия (Ir). Оба компонента смешивались в пропорции три к одному и затем нагревались до 1600 градусов по Цельсию в инертной атмосфере. При этом образовывался сплав HfIr3_, а точнее — с составом, варьирующимся между HfIr2, 43_ и HfIr3, 36_.
Это значит, что соотношение атомов гафния и иридия в разных участках кристаллической решетки на практике слегка отличалось, а не строго равнялось одному к трем, как в формуле HfIr3. Метод, испробованный авторами работы, довольно простой, но при этом выход гафний-иридиевого сплава относительно массы использованного гафния (в карбиде) и иридия (в чистом виде) достиг 97 процентов.
Эксперименты показали, что такой сплав, во всем диапазоне температур от 1000 до 1600 градусов Цельсия, показывает очень высокую устойчивость к абляции — испарению вещества при нагреве. В сочетании с температурой плавления в районе 2 470 градусов Цельсия это характеризует данный сплав как один из лучших известных кандидатов в материалы для покрытий гиперзвуковых аппаратов, которые разогреваются при движении до очень высоких температур.
Это тоже интересно:
