Традиционный метод получения карбида гафния довольно энергоемкий. Однако получить монолитные изделия из этого материала очень сложно.
Вместе с физиками из Института им. Г. И. Будкера в опыте приняли участие профессионалы из Института химии твердого тела и механохимии.
Благодаря уникальным свойствам данного металла (тугоплавкости и высокой стойкости к коррозии) он применяется в создании оборудования для ядерных реакторов. В таком состоянии увеличивается реакционная способность материала.
Ученые пропустили карбид гафния особое устройство, в котором можно смешивать и измельчать твердые вещества до микроскопических размеров.
Сибирские учёные отыскали не менее результативный и дешёвый способ его получения.
До реального времени на процесс образования данного вещества уходили часы, с употреблением же новоиспеченной технологий на это тратятся всего пару минут.
Получившийся порошок исследуют на экспериментальной станции синхротронного излучения «Дифрактометрия в жёстком рентгеновском диапазоне», на ускорителе ВЭПП-3. Сырье добавляется послойно. Впоследствии полученный порошок нагревают направленным пучком электронов. После этого нагрели и расположили под синхротронное излучение.
Ученые решили, что карбид должен плавится «сам в себе»: технология строится так, что жидкий материал находится «в кольце» порошкообразного.
В дальнейшем изготовление любых деталей вполне возможно, как при 3D печати. Свойства данного материала делают его перспективным для применения, например, в качестве теплозащитного покрытия для космических аппаратов.
Как проинформировал старший научный сотрудник ИХТТМ СО РАН Алексей Анчаров, такой подход может использоваться и для получения иных материалов с похожей «теплостойкостью» — тантала, молибдена и вольфрама, нужных в ракетостроении.
Этот материал имеет настолько высокую температуру плавления (почти 4 тысячи градусов), что сумеет выдержать тепловые нагрузки, возникающие при движении гиперзвуковых летательных аппаратов в плотных слоях атмосферы.
Тугоплавкость и высокая способность отдавать электроны делает карбид гафния эталонным материалом для катодов ускорителей.