Революція в надзвукових польотах: створено унікальний сплав на основі експериментів у космосі.

Завдяки експериментам, які проводили астронавти на китайській космічній станції "Тяньгун", науковці змогли створити унікальний сплав, що може підвищити продуктивність надзвукових та гіперзвукових літаків. Цей сплав був виготовлений з ніобію та кремнію і може витримувати екстремальні температури, що робить його ідеальним для створення високопродуктивних авіаційних двигунів. За словами китайських вчених, виготовлені з цього сплаву лопаті турбовентиляторних авіаційних двигунів можуть витримувати температуру понад 1700 градусів Цельсія. Дослідження опубліковане в журналі Acta Physica Sinica, пише Interesting Engineering.

Створити сплав ніобію та кремнію надзвичайно складно. Масове виробництво такого сплаву стикалося з двома основними проблемами: крихкістю матеріалу та дуже повільним зростанням кристалів.

Для створення міцних кристалів вимагалося приблизно 100 годин при температурі понад 1600 градусів Цельсія. Але отриманий матеріал виявлявся дуже крихким при кімнатній температурі, а отже, його не можна було використовувати для створення авіаційних двигунів.

Тепер же науковці вирішили проблеми, пов'язані зі створенням сплаву ніобію та кремнію. Вони розробили метод швидкого охолодження, який дозволяє виробляти високоякісні кристали ніобію з кремнієм зі швидкістю приблизно 9 см на секунду. Це значно скорочує час виробництва сплаву в порівнянні з традиційними методами.

Вчені додали до сплаву ніобію та кремнію невелику кількість гафнію, щоб підвищити міцність кристалів. Таким чином, міцність сплаву при кімнатній температурі зросла більше ніж у 3 рази. Проблема крихкості сплаву була вирішена, отже, його можна використовувати при створенні двигунів для надзвукових і гіперзвукових літаків.

Це досягнення стало можливим після того, як на китайській космічній станції "Тяньгун" була проведена серія експериментів. В умовах без звичайної гравітації поведінка матеріалів змінюється. У відсутності гравітації такі процеси, як ріст кристалів і затвердіння, відбуваються інакше.

Як показали експерименти, під час швидкого затвердіння сплаву ніобію та кремнію в умовах без звичайної гравітації, утворилася незвичайна внутрішня структура матеріалу. Також кристали росли інакше, ніж на Землі.

На думку експертів, масове виробництво сплаву ніобію та кремнію може стимулювати як військову промисловість Китаю, так і високотехнологічні цивільні галузі економіки країни.

Зараз Китай займає перше місце у світі за використанням такого рідкісного металу, як ніобій. Але в країні знаходиться менше 1% усіх світових запасів ніобію. Китай купує ніобій у Бразилії, яка має майже 90% усіх запасів ніобію у світі.