Het keramische materiaal hafniumcarbide is het meest hittebestendige materiaal ter wereld. Pas bij 3958 °C smelt het. Dat blijkt uit experimenten onder leiding van Britse onderzoekers, waarbij het materiaal met een laser wordt verhit. Hafniumcarbide – en ook zijn broertje tantaalcarbide – zou bruikbaar kunnen zijn voor toekomstige supersonische vliegtuigen.
De materialen waren al wel bekend, maar er was nog geen goede techniek voorhanden om heel exact de temperatuur te bepalen waarbij ze smelten. Daar heeft een team van onderzoekers onder leiding van Imperial College London nu iets op gevonden. Zij hebben nu een techniek bedacht waarbij lasers het oppervlak van een materiaal in kwestie opwarmen, tot het punt dat de stof smelt.
Daarmee deden zij metingen aan zowel hafniumcarbide (HfC) als tantaalcarbide (TaC) afzonderlijk, maar ook aan mengvormen van de twee keramieken. De smeltpunten van die mengsels bleken te kloppen met eerdere metingen van collega’s, maar de smeltpunten van zowel HfC als TaC afzonderlijk bleken hoger te liggen dan werd gedacht: respectievelijk bij 3768 °C en 3958 °C. Die laatste waarde is het hoogst bekende smeltpunt van een stof, zo rapporteren zij in het vaktijdschrift Scientific Reports.
Hypersonische vliegtuigen
Deze extreem hittebestendige materialen zullen wellicht hun nut kunnen bewijzen op een nieuwe generatie supersonische (of zelfs hypersonische) vliegtuigen. Hoe sneller je vliegt, hoe meer wrijving er optreedt en hoe heter het vliegtuig wordt. ‘Tot nu toe waren deze twee materialen nog geen kandidaat voor hypersonische vliegtuigen, maar ons onderzoek laat zien dat ze nog beter tegen extreme hitte kunnen dan al werd aangenomen – beter dan elk ander materiaal’, vertelde hoofdonderzoeker dr. Omar Cedillos-Barraza in een persbericht van Imperial College. ‘De twee materialen lijken dan ook de ideale kandidaten voor gebruik in een nieuwe generatie ruimtevaartuigen die opstijgen als een vliegtuig en een stukje door de atmosfeer vliegen alvorens ze de ruimte in schieten.’ Vooral de neus van zo’n ruimtevaartuig krijgt het zwaar te verduren, evenals meetinstrumenten die uitsteken.
Beelden O. Cedillos-Barraza, et al., Scientific Reports, 2016.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.