28 april 2022

Online oplossing voor uw problemen

Expand search form

Wat is het beste hittebestendige materiaal?

De ontdekking effent de weg voor nieuwe types hitteschilden (beeld: NASA)

Onderzoekers hebben ontdekt dat tantaalcarbide en hafniumcarbide materialen bestand zijn tegen verzengende temperaturen van bijna 4000 graden Celsius.

– Dr. Omar Cedillos-Barraza

Het team van het Imperial College London heeft met name ontdekt dat het smeltpunt van hafniumcarbide het hoogste is dat ooit voor een materiaal is geregistreerd. Het feit dat beide materialen bestand zijn tegen temperaturen van bijna 4000°C zou de weg kunnen vrijmaken voor gebruik in steeds extremere omgevingen, zoals in hittebestendige afschermingen voor de volgende generatie hypersonische ruimtevoertuigen.

Tantaalcarbide (TaC) en hafniumcarbide (HfC) zijn vuurvaste keramische materialen, wat betekent dat zij buitengewoon hittebestendig zijn. Hun vermogen om extreem zware omgevingen te weerstaan betekent dat vuurvaste keramiek zou kunnen worden gebruikt in thermische beschermingssystemen op hogesnelheidsvoertuigen en als brandstofbekleding in de oververhitte omgevingen van kernreactoren. Er is echter nog geen technologie beschikbaar om het smeltpunt van TaC en HfC in het laboratorium te testen om te bepalen in welke werkelijk extreme omgeving zij zouden kunnen functioneren.

De onderzoekers van het onderzoek, dat is gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports, ontwikkelden een nieuwe extreme verhittingstechniek met behulp van lasers om de hittebestendigheid van TaC en HfC te testen. Zij gebruikten de laser-verwarmingstechniek om het punt te vinden waarop TaC en HfC smolten, zowel afzonderlijk als als gemengde samenstellingen van beide.

Zij ontdekten dat de gemengde samenstelling (Ta0.8Hf0.20C) consistent was met eerder onderzoek en smolt bij 3905°C, maar dat de twee samenstellingen afzonderlijk de eerder geregistreerde smeltpunten overschreden. De verbinding TaC smolt bij 3768°C en HfC smolt bij 3958°C.

Ruimterace

De onderzoekers zeggen dat de nieuwe bevindingen de weg kunnen vrijmaken voor de volgende generatie hypersonische voertuigen, wat betekent dat ruimtetuigen sneller dan ooit kunnen worden.

Dr. Omar Cedillos-Barraza, die momenteel universitair hoofddocent is aan de University of Texas – El Paso, voerde de studie uit tijdens zijn doctoraat aan het Imperial Department of Materials.

Dr. Cedillos-Barraza verklaarde: “De wrijving bij reizen boven Mach 5 – hypersonische snelheden – zorgt voor zeer hoge temperaturen. Tot nu toe waren TaC en HfC geen potentiële kandidaten voor hypersonische vliegtuigen, maar onze nieuwe bevindingen tonen aan dat ze zelfs meer hitte kunnen weerstaan dan we tot nu toe dachten – meer dan enige andere verbinding die de mens kent. Dit betekent dat ze nuttige materialen zouden kunnen zijn voor nieuwe types ruimtevaartuigen die door de atmosfeer kunnen vliegen als een vliegtuig, alvorens hypersonische snelheden te bereiken om de ruimte in te schieten. Met deze materialen kunnen ruimtevaartuigen de extreme hitte weerstaan die ontstaat bij het verlaten en weer binnenkomen van de dampkring.”

TaC en HfC zouden bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt in neuskappen voor ruimtevaartuigen en als de randen van externe instrumenten die tijdens de vlucht de meeste wrijving moeten weerstaan.

Momenteel vervoeren voertuigen die sneller vliegen dan Mach 5 geen mensen, maar Dr. Cedillos-Barraza suggereert dat dit in de toekomst wel mogelijk zou kunnen zijn.

Dr. Cedillos-Barraza voegde hieraan toe: “Onze proeven tonen aan dat deze materialen een reële belofte inhouden voor de constructie van ruimtevoertuigen van de toekomst. Het feit dat ze bestand zijn tegen dergelijke extreme temperaturen betekent dat missies waarbij hypersonische ruimtevaartuigen betrokken zijn, op een dag bemande missies kunnen zijn. Een vlucht van Londen naar Sydney kan bijvoorbeeld bij Mach 5 ongeveer 50 minuten duren, wat een nieuwe wereld van commerciële mogelijkheden zou kunnen openen voor landen over de hele wereld.”

Artikeltekst (uitgezonderd foto’s of grafieken) © Imperial College London.

Foto’s en grafieken onderworpen aan auteursrechten van derden, gebruikt met toestemming of © Imperial College London.

Wellicht bent u ook geïnteresseerd in de volgende onderwerpen

Welk materiaal is bestand tegen 500 graden?

Max. gebruikstemp. atmosfeer / °C
Keramiek Glas 500
800
1200
1200

Wat voor materiaal is hittebestendig?

Soorten hittebestendige stoffen Gecoate stoffen zijn een veel voorkomende hittebestendige stof die in veel industrieën worden gebruikt. Deze stoffen worden vaak gebruikt voor beschermingsdoeleinden, omdat ze de warmte tegenhouden. Typische coatings zijn neopreen, silicone, keramiek, en vuurvast.

Is roestvrij staal bestand tegen hoge hitte?

De meeste austenitische staalsoorten, met een chroomgehalte van minstens 18%, kunnen worden gebruikt bij temperaturen tot 870°C en de kwaliteiten 309, 310 en 2111HTR (UNS S30815) zelfs nog hoger. Een uitzondering hierop is de ferritische kwaliteit 446 – deze heeft ongeveer 24% chroom, en kan worden gebruikt om bestand te zijn tegen verschaling bij temperaturen tot 1100°C.

Welk metaal smelt niet?

wolfraam. Het is een van de hardste en taaiste dingen die er in de natuur bestaan. Het heeft een hoge dichtheid en is bijna onmogelijk te smelten. Zuiver wolfraam is een zilverwit metaal en wanneer het tot een fijn poeder wordt verwerkt, kan het brandbaar zijn en spontaan ontbranden.

Welk metaal wordt niet heet bij verhitting?

Welke metalen geleiden warmte het best? Zoals u kunt zien, hebben van de meer gebruikelijke metalen koper en aluminium de hoogste warmtegeleidingscoëfficiënt, terwijl staal en brons de laagste hebben. Warmtegeleidingsvermogen is een zeer belangrijke eigenschap bij de beslissing welk metaal voor een bepaalde toepassing te gebruiken.

Wat is het goedkoopste hittebestendige metaal?

Aluminium folie is vrij goedkoop/licht en behoorlijk hittebestendig.

Welk materiaal absorbeert geen warmte?

isolatoren
Een isolator is een materiaal dat geen overdracht van elektriciteit of warmte-energie toestaat. Materialen die slechte warmtegeleiders zijn, kunnen ook worden omschreven als goede warmte-isolatoren. Veren, bont, en natuurlijke vezels zijn allemaal voorbeelden van natuurlijke isolatoren.

Is keramiek hittebestendig?

Conventionele keramiek, inclusief bakstenen en dakpannen, staan bekend om hun vermogen om hoge temperaturen te weerstaan. Niettemin is Fijn Keramiek (ook bekend als “geavanceerde keramiek”) veel hittebestendiger dan deze materialen. Terwijl aluminium begint te smelten bij ongeveer 660℃ (ca.

Kan een diamant smelten in lava?

Simpel gezegd kan een diamant niet smelten in lava, omdat het smeltpunt van een diamant rond de 4500 °C ligt (bij een druk van 100 kilobar) en lava maar zo heet kan zijn als ongeveer 1200 °C.

Is er een materiaal dat niet smelt?

Droogijs is zo’n stof die niet kan smelten bij normale atmosferische druk. Het ondergaat sublimatie, en verandert direct van vaste naar gasvormige toestand. Hout of papier smelt ook niet, bij normale drukverhoudingen. Oorspronkelijk beantwoord: Wat kan niet smelten?

Welk roestvast staal is het beste voor hitte?

De meeste austenitische staalsoorten, met een chroomgehalte van minstens 18%, kunnen gebruikt worden bij temperaturen tot 870°C en de rangen 309, 310 en 2111HTR (UNS S30815) zelfs nog hoger. De meeste martensitische en ferritische staalsoorten hebben een lagere weerstand tegen oxidatie en bijgevolg lagere nuttige gebruikstemperaturen.

Kan gegalvaniseerd staal tegen hitte?

Gegalvaniseerde coatings presteren goed onder extreme koude en hete temperaturen. Bij langdurige, continue blootstelling is de aanbevolen maximum temperatuur 392 F (200 C). Voortdurende blootstelling aan temperaturen daarboven kan ertoe leiden dat de buitenste vrije zinklaag loslaat van de onderliggende zink-ijzerlegeringslaag.

Wat is een goedkoop hittebestendig materiaal?

Fiberglass is goedkoop, maar vereist voorzichtige behandeling. Minerale wol is effectief, maar niet brandwerend. Cellulose is brandwerend, milieuvriendelijk, en effectief, maar moeilijk aan te brengen.

Zit er goud in lava?

Hoewel goud soms wordt gevonden in gedoofde vulkanen, zei Dr. Goff, spuit de Galeras vulkaan commerciële hoeveelheden goud uit zijn vurige top. Dit is de eerste keer dat wetenschappers zichtbare gouddeeltjes hebben ontdekt in een actieve vulkaan.

Bij welke temperatuur smelt bot?

Oorspronkelijk beantwoord: Wat is het smeltpunt van botten? Bot as heeft meestal een dichtheid rond de 3. 10 g/ml en een smeltpunt van 1670 °C (3038 °F). De meeste botten behouden hun cellulaire structuur door calcinatie.

Vorig artikel

Hoe maak je oud beton voor te bereiden op epoxy?

Volgend artikel

Moet een bootschroef scherp zijn?

You might be interested in …

Is negatieve oneindigheid nul?

Waarom is e verheven tot de macht van negatieve oneindigheid gelijk aan 0 in plaats van negatieve oneindigheid? Ik werk aan problemen met betrekking tot integratiegrenzen, in het bijzonder oneigenlijke integralen en ik ben een […]

Waardoor bevriest water onmiddellijk?

Wanneer water wordt afgekoeld tot het vriespunt, kunnen ijskristallen zich in het water beginnen te verzamelen. Wanneer een onzuiverheid (zoals een ijskristal) aan dit supergekoelde zuivere water wordt toegevoegd, versnelt dit het kristallisatieproces nog meer. […]

Is elke dag scheren slecht voor je gezicht?

Je hebt het je waarschijnlijk meer dan eens afgevraagd, terwijl je daar voor de zoveelste keer met je scheermesje stond. Is dagelijks scheren goed voor je? Je vader deed het, je grootvader deed het, misschien […]