Термостойкий материал демонстрирует нулевое тепловое расширение от -269 до 1126 ° C

0 1 162

Австралийские исследователи создали, возможно, самых термостойкий материал в мире. Этот новый материал с нулевым тепловым расширением (ZTE), изготовленный из скандия, алюминия, вольфрама и кислорода, не изменялся в объеме при температурах от 4 до 1400 Кельвинов (от -269 до 1126 ° C).

Примеры того, где это может пригодиться, включают такие вещи, как аэрокосмические конструкции, когда компоненты ракеты подвергаются сильному холоду в космосе и сильному нагреву при запуске или возвращении на Землю.

После материала (Sc1.5Al0.5W3O12) с помощью порошкового дифрактометра высокого разрешения Echidna на австралийском синхротроне ANSTO и в Австралийском центре нейтронного рассеяния, команда ученых обнаружила невероятную степень термической стабильности.

На молекулярном уровне материалы обычно расширяются, потому что повышение температуры непосредственно приводит к увеличению длины атомных связей между элементами. Иногда это также вызывает вращение атомов, что приводит к образованию более просторных структур, влияющих на общий объем.

Только не с этим материалом, который ученые наблюдали в огромном температурном спектре, демонстрирующем «лишь незначительные изменения в связях, положении атомов кислорода и поворотах расположения атомов».

Исследователи говорят, что точный механизм, лежащий в основе этой экстремальной термической стабильности, не совсем ясен, но, возможно, длины связей, углы и положения атомов кислорода меняются согласованно друг с другом, чтобы сохранить общий объем.

«Какая часть действует при какой температуре, это следующий вопрос», — говорят ученые, добавляя: «Скандий встречается редко и он дорогой, но мы экспериментируем с другими элементами, которые могут его заменить при сохранении стабильности».

Термостойкий материал
Орторомбический (пространственная группа Pnca) Sc1.5Al0.5W3O12 представляет ZTE в самой широкой на сегодняшний день температуре, от 4 до 1400 К, с коэффициентом теплового расширения αv = −6 (14) × 10–8^. Материал, возможно, является одним из наиболее термически стабильных материалов, известных на основе температурного диапазона стабильности и постоянных коэффициентов теплового расширения, наблюдаемых вдоль кристаллографических осей и объемно.

Однако другие ингредиенты термостойкого материала широко доступны и связываются вместе с помощью «относительно простого синтеза», поэтому ученые считают, что этот материал не должен создавать препятствий для крупномасштабного производства.

Статья доступна в журнале Chemistry of Materials, а на видео ниже представлен обзор материала.

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x