Array
(
    [id] => 9847
    [oldId] => 0
    [theme] => 1
    [date] => 1496640743
    [title] => Ученые ИЯФ и ИХТТиМ СО РАН научились плавить карбид гафния
    [preview] => Процесс требует температуры 3953 градуса и невозможен в обычных печах.
    [content] => 

Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) совместно с коллегами из Института химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ СО РАН) разработали новую технологию получения изделий из карбида гафния - материала с самой высокой температурой плавления.

Термоустойчивость у карбида гафния такова. что он выдерживает тепловые нагрузки, возникающие при движении гиперзвуковых летательных аппаратов в плотных слоях атмосферы. При классической технологии производства на получение карбида уходит несколько часов, в то время как предложенный учеными метод электронно-лучевой сварки позволяет получить тот же результат за несколько минут.

Уникальные свойства карбида гафния (соединения гафния с углеродом, химическая формула HFC) - тугоплавкость, высокая стойкость к коррозии, отмечает пресс-служба ИЯФ. Они известны давно, в основном материал используют при изготовлении оборудования для ядерных реакторов. Температура плавления карбида гафния – 3953 ºС, а максимально возможная температура в печи – примерно 2500 ºС.  Это значит, что полностью расплавить карбид не получится. Поэтому при традиционной технологии сначала получают карбид гафния нагревом смеси порошков гафния и углерода, затем его размалывают как можно мельче, прессуют и спекают, как керамику, десятки часов при максимально возможной температуре. Такое производство выходит энергозатратным и дорогим, при этом сам материал получается пористым, что плохо сказывается на его свойствах.

Специалисты ИЯФ СО РАН и ИХТТМ СО РАН нашли более эффективный и дешевый способ получения карбида гафния. Сначала порошки углерода и гафния прокручивают в шаровой мельнице – специальном устройстве для смешивания и измельчения твердых веществ до микроразмеров. Порошок, в котором чередуются слои углерода и гафния, так называемый механокомпозит – заготовка для будущего карбида. Его исследуют на экспериментальной станции синхротронного излучения «Дифрактометрия в жестком рентгеновском диапазоне», на ускорителе ВЭПП-3 Сибирского центра синхротронного излучения ИЯФ СО РАН. Далее смесь нагревают и запускают химические реакции направленным пучком электронов на установке для электронно-лучевой сварки. Технология строится так, что жидкий материал находится «в кольце» порошкообразного. В дальнейшем используется метод послойного добавления сырья, применяемый также для печати на 3D-принтере: рисунок создается при помощи электронного пучка на первом слое порошка, затем подсыпается новый слой, процесс повторяется – и так до тех пор, пока форма не будет отлита полностью. Заключительный этап – контрольное просвечивание синхротронным излучением.

В противовес классическому многочасовому спеканию в печи новый метод позволяет получать готовые детали за несколько минут. По словам Алексея Анчарова, старшего научного сотрудника ИХТТМ СО РАН, к.х.н., такой подход может применяться и для получения других, более дешевых (стоимость гафния – около 50 тысяч рублей за килограмм) материалов с подобными свойствами, в первую очередь карбидов и боридов тугоплавких металлов – тантала, вольфрама, молибдена.

Карбид гафния может применяться в ракетостроении - в качестве внешнего покрытия для теплозащитных оболочек возвращаемых космических аппаратов типа «Буран», а также для производства катодов ускорителей. Причем речь идет не только об исследовательских коллайдерах, но и о промышленных ускорителях производства ИЯФ СО РАН, которые применяются, например, для очистки выбросов электростанций и промышленных сточных вод, а также для электронно-лучевой стерилизации в медицине, фармакологии и пищевой промышленности.
 

[image] => 9847.jpg [image_thumb] => 9847_thumb.jpg [imageWatermark] => 1 [vote] => 0 [metaTitle] => Ученые ИЯФ и ИХТТиМ СО РАН научились плавить карбид гафния [metaDescription] => Процесс требует температуры 3953 градуса и невозможен в обычных печах. [metaKeywords] => Академгородок, Новосибирск, Человек и общество, новость №9847 [url] => uchenie-iiaf-i-ihttim-so-ran-nauchilis-plavit-karbid-gafniia [visible] => 1 [views] => 2215 [numComments] => 0 [lastCommentDate] => 0 [priority] => 255 [needWatermark] => 0 [copyProtected] => 0 [isAdvertisement] => 0 [allowComments] => 1 [hidden] => 0 [mail_sent] => 0 )

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/bitrix/ext_www/navigato.ru/php/include/functions.common.php:14) in /home/bitrix/ext_www/navigato.ru/index.php on line 19

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/bitrix/ext_www/navigato.ru/php/include/functions.common.php:14) in /home/bitrix/ext_www/navigato.ru/index.php on line 20