Расплавить самый тугоплавкий материал в мире, карбид гафния, русские ученые смогли за пару минут. Именно поэтому существующая технология очень энергозатратна и длительна.
Уникальные свойства карбида гафния (соединения гафния с углеродом) — тугоплавкость, высокая стойкость к коррозии известны давно, как правило его используют при создании оборудования для ядерных реакторов. Новосибирские учёные отыскали новый способ получения карбида гафния.
Вместе с физиками из Института им. Г. И. Будкера в опыте приняли участие профессионалы из Института химии твердого тела и механохимии. В итоге получается порошок из мельчайших частиц, в которых чередуются слои углерода и гафния, так называемый механокомпозит — заготовка для будущего карбида. В таком состоянии увеличивается реакционная способность материала.
Затем специалисты нагрели самый тугоплавкий материал и просветили его синхротронным излучением. Затем смесь нагревают и запускают хим. реакции направленным пучком электронов на установке для электронно-лучевой сварки.
«В противовес традиционному многочасовому спеканию в печи новый метод дает возможность получать готовые детали за несколько минут», — сообщается в заявлении. Дальше сырьё добавляется слоями. Карбид плавится сам в себе: жидкий материал находится внутри порошкообразного.
В дальнейшем изготовление любых деталей может быть, как при 3D печати. Карбид гафния — оптимальный материал для катодов ускорителей, например. Свойства данного материала делают его перспективным для применения, например, в качестве теплозащитного покрытия для космических аппаратов. Они, например, применяются для очистки выбросов станций по выробатыванию электричества и индустриальных сточных вод, а кроме этого для электронно-лучевой стерилизации в медицине, фармакологии и пищевой индустрии.