ابتكار درع صيني جديد فائق المقاومة للحرارة

ابتكر علماء صينيون مادة سيراميكية من الكربيد فائقة المقاومة للحرارة. يمكن استخدامها في الطائرات فرط الصوتية، والمركبات الفضائية، ومحطات الطاقة، حيث يتحمل حرارة تصل إلى 3600 درجة.

ويختبر المبتكرون عينات من المادة الجديدة التي يمكنها تحمل درجات حرارة عالية تتجاوز 3600 درجة مئوية، ويعملون على خفض تكلفتها. ويعني هذا أن العلم الصيني يمتلك الآن مادة تحافظ على شكلها في حين تذوب المواد الأخرى بسهولة. المقصود هنا سيراميكات مصنوعة من الكربيد، المحتوية على عناصر ثقيلة نادرة، مثل التنغستن والتنتالوم والهافنيوم.

ويكمن سر هذه المادة في بنيتها، حيث يوجد بداخلها إطار صلب من التنغستن. تحيط بها طبقة كثيفة من الأكاسيد تمنع الأكسجين من تدمير البنية. هذا نوع من الدروع يعزل النواة الداخلية بإحكام عن البيئة الخارجية، ولكن هذا الخليط يحتفظ بشكله حتى تحت تأثير الليزر الذي يسخن السطح إلى ما يقرب من 3800 درجة.

مصدر الصورة

وكانت هذه التركيبات سابقا موجودة نظريا فقط. أما الآن، تخضع للاختبار وتظهر متانة في ظروف قريبة من ظروف الطيران الحقيقي. عادة ما تختبر هذه المواد في المنشآت الديناميكية الهوائية، لكن الصينيين سلكوا مسارا مختلفا، حيث استخدموا ليزرات قوية لتسريع اختيار أفضل التركيبات، ما سمح لهم بتوفير الوقت وإيجاد التركيبة المناسبة من العناصر بسرعة.

ويعتبر هذا الابتكار مهما ليس فقط للطيران، بل يمكن استخدامه في الفضاء والطاقة، وفي المنشآت التي تتطلب حماية المعدات من الحرارة الشديدة. كما يمكن لهذه التركيبات المقاومة للحرارة حماية المعدات من البيئات القاسية وحتى في إنتاج الرقائق الدقيقة.

ويتعاون فريق من العلماء مع شركاء صناعيين لبدء الإنتاج وخفض تكاليف التصنيع. بالتوازي مع ذلك، يستخدمون خوارزميات لضبط هيكل المادة بدقة، حيث يختارون مزيجا من المكونات لجعلها أقوى وأكثر استقرارا.

ويمكن لهذه التقنية أن تحدث تغييرا جذريا في مسار السباق العالمي نحو الأسلحة والنقل فائق السرعة. أي أصبح بالإمكان إنتاج الوسائط التي ستقطع مسافات شاسعة في دقائق معدودة. ويمهد هذا الابتكار الطريق نحو تطوير مواد عالية الحرارة.

وللمقارنة: صممت حماية مركبة سبيس إكس الفضائية لتحمل درجات حرارة تصل إلى 1370 درجة مئوية تقريبا. أما التصميم الصيني الجديد، فيتحمل درجات حرارة أعلى بثلاث مرات تقريبا. تفتح هذه القيم آفاقا لتطوير طائرات قادرة على الطيران في الغلاف الجوي بسرعات هائلة دون تدمير.

المصدر: hi-tech.mail.ru