Científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia MISIS (NUST MISIS) obtuvieron un nuevo material refractario para el sector aeroespacial. Lograron aumentar a la vez el punto de fusión, la conductividad térmica y la resistencia a la oxidación, así como reducir la densidad del material y los costos durante la producción.
Cuando vehículos espaciales pasan a través de la atmósfera de la Tierra, algunos componentes deben soportar cargas intensas a temperaturas superiores a 2 mil grados Celsius. Según los científicos, para estas partes, se usan recubrimientos de protección térmica hechos de materiales compuestos.
Sin embargo, en tales condiciones, es necesario que los materiales también sean resistentes a una oxidación intensa. Por eso los materiales compuestos de carbono-carbono más difundidos no se utilizan a una temperatura superior a 1 mil 600 grados Celsius, ya que la oxidación se hace incontrolable: un flujo intenso de oxígeno y la formación de productos gaseosos de reacción lleva a la quemadura completa del recubrimiento.
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Nuevo material compuesto
Un grupo de científicos del laboratorio de Materiales Cerámicos de Construcción de la NUST MISIS formado por Veronica Suvórova, Andréi Nepapushev y Dmitri Moskovski elaboró un nuevo material compuesto a base de carbonitruro de hafnio que es resistente tanto a altas temperaturas como a la oxidación.
“El material compuesto que proponemos no solo tiene una alta resistencia a la oxidación a temperaturas superiores a 2 mil grados Celsius, sino también altas propiedades mecánicas y termofísicas. La adición de carburo de silicio aumentó la resistencia a la oxidación y redujo la densidad casi a la mitad sin que se empeorasen las propiedades mecánicas”, señala Moskovski, jefe del laboratorio.
Según el científico, el material puede usarse en la fabricación de componentes de cohetes y otros equipos prometedores. Los diseñadores explican que los segmentos hechos del nuevo material compuesto proporcionarán una protección térmica eficaz en los puntos de frenado de flujo completo que experimentan la mayor carga térmica.
La investigación se realizó en el marco de la subvención RNF Nº19-79-10280. En la siguiente etapa los científicos planean trabajar en la tecnología de fabricación del nuevo material compuesto de elementos de varias estructuras que se usan en flujos de gas de alta velocidad. Los resultados están publicados en la revista Ceramics International.
