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新合金熔點(diǎn)可高達(dá)4126攝氏度 或能用制造航天飛機(jī)隔熱材料

發(fā)布時(shí)間:2015-07-31 作者: 來源:中國科技網(wǎng) 瀏覽:1970

    美國科學(xué)家用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的模擬表明,一種由鉿、碳和氮組成的合成物Hf-N-C的熔點(diǎn)可高達(dá)4126攝氏度,這一熔點(diǎn)比已知的所有物質(zhì)的熔點(diǎn)都高,或可用做制造航天飛機(jī)的隔熱材料??茖W(xué)家們希望能合成出此物質(zhì)并測(cè)試其屬性。

    現(xiàn)有已知材料中,熔點(diǎn)最高的是由鉿、鉭和碳構(gòu)成的合成材料Hf-Ta-C,其熔點(diǎn)為3526攝氏度。但布朗大學(xué)工程學(xué)教授阿克塞爾?范?德瓦爾領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)最新進(jìn)行的模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn),當(dāng)鉿、氮和碳的比例合適時(shí),其熔點(diǎn)甚至高達(dá)4126攝氏度(為太陽表面溫度的三分之二)。他們正和加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員攜手在實(shí)驗(yàn)室合成這種逆天的物質(zhì)。

    在最新的計(jì)算機(jī)模擬中,研究人員先對(duì)Hf-Ta-C的屬性進(jìn)行了分析,希望在此基礎(chǔ)上找出熔點(diǎn)更高的材料。他們發(fā)現(xiàn),Hf-Ta-C的溶解熱(從固態(tài)變成液態(tài)吸收或者釋放的熱量)較高,但其固態(tài)和液態(tài)墑(原子的紊亂程度)的差值較低。而與之相比, Hf-N-C合金在熔化時(shí)也會(huì)吸收同樣多的能量,但其固態(tài)和液態(tài)時(shí)墑的差異更小。他們由此計(jì)算出,新合金的熔點(diǎn)將比Hf-Ta-C高474攝氏度。而且,研究人員通過模擬當(dāng)物質(zhì)融化時(shí)其原子尺度出現(xiàn)的物理學(xué)過程,計(jì)算出了新合金Hf-N-C的組成公式。

    氮和碳是地球上分布很廣的兩種元素,而鉿(Hf)是一種帶光澤的銀灰色過渡金屬,熔點(diǎn)為22233攝氏度,常用于核反應(yīng)堆的控制棒中,在地殼里的含量極少。

    目前還不清楚該材料被合成出來后具體有什么用途,不過范?德瓦爾補(bǔ)充說:“熔點(diǎn)并非唯一決定材料用途的屬性,我們還需要綜合考慮材料的力學(xué)屬性、抗氧化性和其他屬性。這種材料最終合成后,將被用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)或航天飛行器的防熱罩等?!?/FONT>

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