Сверхзвуковые самолёты будущего могут значительно сократить время трансконтинентальных перелётов: из Москвы в Нью-Йорк можно будет залететь за три часа, но одна из самых главных проблем в их разработке — защита критических компонентов, таких как носок крыла (передняя кромка), головной обтекатель (нос) и камеры сгорания реактивных двигателей. На скорости в 5 и более Махов они подвергаются мощному окислению и экстремальным температурам, которые достигают 2000-3000°C (число Маха соответствует скорости звука: например, на высоте 11 км она равна 295 м/с или 1062 км/ч).
В последние годы идёт активная работа над созданием керамических покрытий, но самым лучшим из них удавалось выдерживать только относительно невысокую температуру 1200-1500°C, после чего из вещества покрытия в результате абляции испарялись некоторые элементы, то есть нарушалась структура покрытия. Сейчас группа учёных из Института Ройса при Университете Манчестера (Великобритания) и Центрального южного университета (Китай) разработала новый материал с улучшенными характеристиками, который без структурных изменений выдерживает температуру до 3000°C. Это керамическое покрытие Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26, которое накладывается на матрицу углерод-углеродного композита C/C с помощью реактивной инфильтрации расплава и цементации.
Читать полностью »