Forskere opnår højentropi carbid i elektrisk lysbueplasma

Forskere fra Tomsk Polytechnic University har syntetiseret højentropi carbid bestående af fem forskellige metaller ved hjælp af en vakuumfri elektrisk lysbuemetode. Forskningsresultaterne er offentliggjort i Journal of Engineering Physics and Thermophysics.

Højentropi carbider er en ny klasse af materialer, der samtidig består af fire eller flere forskellige metaller og kulstof. Deres hovedtræk ligger i evnen til at modstå høje temperaturer og energifluxtætheder. Ved at kombinere forskellige elementer i sammensætningen, det er muligt at opnå den nødvendige blanding af funktioner (smeltepunkt, oxidationstemperatur, specifik vægt og andre).

"Højentropi materialer kaldes på en sådan måde på grund af en relativt høj grad af uorden i det krystallinske gitter, da et atom af hvert kemisk grundstof besidder en vis størrelse i de krystallinske gittere.

Det forårsager strukturelle forvrængninger og kan positivt påvirke materialeegenskaber, "Alexander Pak, Forskningsstipendiat fra TPU Research Center—Ecoenergy 4.0, forklarer.

TPU-forskerne formåede at syntetisere højentropi carbid bestående af Ti, Zr, NB, Hf, Ta og C. Carbid blev opnået under anvendelse af en vakuumfri elektrisk lysbuesyntese. Høje temperaturer er nødvendige for en reaktion, i rækkefølge, hver primær komponent, der interagerer med C, forbindes til det fladecentrerede kubiske gitter og danner ultra-ildfast karbid. Forskerne bruger elektrisk lysbueplasma til at opnå det.

"Vi blev de første til at opnå højentropi carbid ved hjælp af en vakuumfri lysbuemetode. Det er en stor sjældenhed og succes for os at syntetisere et materiale, der for nylig er blevet opdaget, og at bruge vores metode på lysbuereaktorer skabt af vores forskerhold.

Vi planlægger at forbedre en synteseproces for at opnå et klarere og uforurenet materiale, at reducere energiintensiteten, samt at undersøge materialeegenskaber og syntetisere højentropi carbider af anden kemisk sammensætning, " tilføjer Alexander Pak.