Guangzhou Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Fakültesi’nden Çinli bilim insanları, havacılık, enerji ve kimya mühendisliği alanlarında devrim yaratabilecek yeni bir gözenekli seramik geliştirdi. Bu malzeme, yüksek mekanik dayanıma ve hipersonik uçaklar için ideal ısı yalıtım özelliklerine sahiptir.
Gözenekli seramik malzemeler, hafiflikleri, kimyasal olarak inert olmaları ve düşük ısı iletkenlikleri nedeniyle ısı yalıtımı için giderek daha fazla rağbet görmektedir. Ancak, geleneksel gözenekli seramiklerde yüksek mekanik mukavemet ve ısı yalıtımını bir arada elde etmek zordur, çünkü daha fazla gözenek tipik olarak mekanik mukavemetin azalmasına neden olabilir.
Geliştirilen seramik malzeme olan 9PHEB, olağanüstü mukavemete ve 2.000 santigrat dereceye kadar ısı direncine sahiptir. Bu özellikleri, malzemeyi aşırı koşullarda kullanıma uygun hale getirmektedir. 9PHEB, dokuz bileşenin karıştırılmasıyla oluşturulan çok ölçekli bir yapısal tasarıma dayanmaktadır ve yüksek entropi konseptine dayalı olarak geliştirilmiştir.
Bu yeni gözenekli seramik malzeme olan 9PHEB, önemli ölçüde daha güçlü ve dayanıklıdır. Araştırma makalesine göre, 9PHEB’nin yaklaşık %50 gözenekliliği vardır ve oda sıcaklığındaki basınç dayanımı yaklaşık 337 milyon Pascal (MPa) olarak ölçülmüştür. Bu değer, malzemenin daha önce bildirilen gözenekli seramiklere göre önemli ölçüde daha güçlü olduğunu göstermektedir.
9PHEB, 1.500 santigrat derecede mukavemetinin %98,5’ini koruyarak iyi bir yalıtım ve termal stabilite sergilemektedir. Ayrıca, 2.000 santigrat derecede plastik deformasyon gösteren 9PHEB, yüksek sıcaklıklarda deforme olduğunda mukavemetini artırarak başlangıçtaki mukavemetinin iki katından fazla bir değere ulaşmaktadır.
Bu seramik malzemenin özellikleri, mikro ölçekte ultra ince gözenekler, nano ölçekte yüksek kaliteli arayüzler ve atomik ölçekte ciddi kafes bozulması içeren “çok ölçekli” bir tasarım kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Araştırmacılar, bu özelliklerin malzemenin mekanik mukavemetini ve ısı yalıtımını artırarak aşırı koşullar için uygundur yapmakta olduğunu belirtiyorlar. Bu tür malzemeler, özellikle hipersonik uçaklar gibi aşırı koşullara maruz kalan uygulamalarda kullanılmak üzere önem taşımaktadır.
Yorumlar