인류가 속도를 추구하는 것은 결코 멈추지 않았습니다. 고대 말차에서 현대 항공기에 이르기까지 우리는 거리를 줄이고 효율성을 높이기 위해 물리적인 경계를 지속적으로 밀어냅니다.초음속 비행, 속도의 절정, 항공 우주 공학에서 갈망하는 목표로 남아 있습니다.
런던에서 시드니까지 20시간이 아니라 50분만에 가는 것을 상상해보세요. 이건 과학 소설이 아니라 가시적인 미래입니다. 초음속 기술의 발전으로 가능해졌습니다.이 비전을 달성하는 것은 중요한 과제를 안고 있습니다.초음속 비행 중 공기 마찰에 의해 발생하는 극한 열은 전례 없는 열 저항을 가진 물질을 요구하며 개발에 중요한 병목을 만듭니다.
그 해결책은 혁명적인 물질인 탄탈암화물 (TaC) 과 하프늄암화물 (HfC) 에 있습니다.이 난방성 세라믹은 뛰어난 고온 성능으로 재료 과학의 경계를 재정의하고 있습니다., 다음 세대의 초음속 차량의 기초를 제공.
불투명 세라믹은 극한 온도에 견딜 수 있도록 설계된 재료의 한 종류입니다.이 재료들은 고온 산업에서 중요한 역할을 합니다., 항공우주 및 핵 애플리케이션.
이 초고 온도 세라믹 (UHTC) 은 불투명 물질의 최첨단 제품으로 기록적인 녹기점과 뛰어난 기계적 특성을 자랑합니다.
| 재산 | 태그 | HfC |
|---|---|---|
| 녹는점 | 3768°C | 3958°C |
| 밀도 | 140,5g/cm3 | 12.7g/cm3 |
| 열전도성 | 23W/m·K | 21W/m·K |
| 산화 저항성 | 좋아 | 훌륭해요 |
수십 년 동안 이 물질들의 녹는 지점을 정확하게 측정하는 것은 기술적인 한계 때문에 불가능해졌습니다.전통적인 방법은 측정 기계를 도입하지 않고도 필요한 온도를 달성할 수 없습니다..
런던의 임페리얼 칼리지 연구원들은 레이저 기반 난방 기술을 개척하여 마침내 정확한 측정이 가능하게했습니다. 2020년 과학 보고서에 발표된 연구 결과에 따르면:
이 돌파구로 HfC는 지금까지 기록된 가장 높은 녹는 지점의 물질로 확인되었고, 극단적인 환경에서의 응용에 대한 새로운 가능성을 열었습니다.
초음속 비행 (마흐 5을 초과) 은 세 가지 주요 과제를 제시합니다.
TaC와 HfC는 가장 중요한 열 관리 과제를 해결합니다. 열 보호 시스템 (TPS) 의 주요 후보로서이 재료는 다음을 가능하게합니다.
잠재적인 적용은 초음속 차량을 훨씬 뛰어넘습니다.
물질 합성 기술이 발전함에 따라, 이러한 초 불투명 세라믹은 이전에 불가능하다고 여겨졌던 기술을 가능하게 할 것을 약속합니다. 현재 진행 중인 연구는 다음에 초점을 맞추고 있습니다.
물질과학과 항공우주공학의 결합은 TaC와 HfC를 통해 극단적인 환경에서 작동하는 우리의 능력에 패러다임의 변화를 나타냅니다.일상적인 초음속 여행의 꿈을 현실에 더 가깝게 만드는.
