帝國理工學(xué)院的研究小組發(fā)現(xiàn)，碳化鉭（TaC）和碳化鉿（HfC）可抵抗近4000°C的高溫。碳化鉿是已知熔點最高的材料。碳化鉭和碳化鉿能承受近4000°C高溫，可以用于更加極端的環(huán)境，比如制作下一代超音速航天器的隔熱罩。        TaC和HfC為耐火陶瓷，具有優(yōu)越的耐熱性。它們承受高溫的能力意味著耐火陶瓷可用于制作高速航天器的熱保護系統(tǒng)和核反應(yīng)器在過熱環(huán)境下的燃料包殼。然而，目前實驗室中不具備測量TaC和HfC熔點的技術(shù)，因此還不能確定這兩種材料能承受的最極端環(huán)境。
       這項新的研究成果發(fā)表于期刊Scientific Reports。研究者開發(fā)出一種利用激光加熱至極高溫度的技術(shù)，用于測試TaC和HfC的耐熱性，并發(fā)現(xiàn)了TaC和HfC兩種材料及其混合物的熔點。
       研究發(fā)現(xiàn)，混合物Ta0.8Hf0.2C的熔點與先前研究中報道的3905℃一致，但TaC和HfC的熔點分別為3768°C和3958°C，高于之前的實驗記錄。
       太空競賽
       研究人員表示，這項新發(fā)現(xiàn)可用于下一代超音速航天器，提高飛行速度。Dr Omar Cedillos-Barraza在帝國理工學(xué)院材料系就讀博士期間完成了這項研究，目前在厄爾巴索的德克薩斯大學(xué)就職副教授。
       Dr Cedillos-Barraza說：“當(dāng)飛行速度超過5馬赫時，航天器與大氣的摩擦?xí)a(chǎn)生非常高的溫度。目前，TaC和HfC還無法用于超音速航天器，但我們的新發(fā)現(xiàn)表明它們能承受的溫度超出了我們以前的認(rèn)知，高于任何已知的材料。這意味著它們可用于新型超音速航天器。這些材料可以確保航天器能夠承受離開和進(jìn)入大氣時產(chǎn)生的極端高溫。”
       TaC和HfC可用于制作航天器的燃燒室前部，以及在飛行中承受絕大部分摩擦的飛行器外殼邊緣。
       目前，速度超過5馬赫的航天器無法載人飛行，但Dr Cedillos-Barraza暗示未來將可能實現(xiàn)。
       Dr Cedillos-Barraza補充道：“我們的測試表明，這些材料在未來的航空航天工程中具有很大的前景。能夠承受如此高的溫度意味著超音速航天器將可以實現(xiàn)載人飛行。例如，以5馬赫的速度從倫敦飛往悉尼將只需50分鐘，這將為世界帶來新的商機。”