科学家确定了世界上最耐热的材料

科学家们已经确定了可以承受近4,000摄氏度温度的材料，这一进步可能为改善比以往更快的高超音速航天器的耐热屏蔽铺平道路。英国伦敦帝国理工学院的研究人员发现，碳化铪的熔点是有记录以来最高的材料。

碳化钽 (TaC) 和碳化铪 (HfC) 是耐火陶瓷，这意味着它们非常耐热。它们能够承受极其恶劣的环境，这意味着耐火陶瓷可以用于高速车辆的热保护系统中，也可以用作核反应堆过热环境中的燃料包层。

但是，在实验室中还没有可用的技术来测试TaC和HfC的熔点，以确定它们可以在多么极端的环境中发挥作用。

研究人员开发了一种新的极端加热技术，使用激光来测试TaC和HfC的耐热性。他们使用激光加热技术分别找到TaC和HfC熔化的点，并作为两者的混合成分。

他们发现混合的化合物 (Ta0.8Hf0.20C) 与先前的研究一致，在3,905摄氏度熔化，但这两种化合物各自超过了先前记录的熔点。化合物TaC在3,768摄氏度熔化，HfC在3,958摄氏度熔化。

这些发现可能为下一代高超音速飞行器铺平道路，这意味着航天器可能会变得比以往更快。“在5马赫以上行驶时所涉及的摩擦-高超音速-会产生非常高的温度，” 现任德克萨斯大学副教授的Omar Cedillos-Barraza说。

Cedillos-Barraza说: “到目前为止，TaC和HfC还不是高超音速飞机的潜在候选者，但我们的新发现表明，它们能承受比我们以前想象的更多的热量 -- 比人类已知的任何其他化合物都多。” 他在伦敦帝国理工学院以博士生的身份进行了这项研究。

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他说: “这意味着它们可能是新型航天器的有用材料，可以像飞机一样在大气层中飞行，然后再达到高超音速发射到太空。”

“这些材料可以使航天器承受离开和重新进入大气层产生的极端热量，” 他补充说。TaC和HfC潜在用途的例子可能是航天器的机头帽，以及在飞行过程中必须承受最大摩擦的外部仪器的边缘。

目前，时速超过5马赫的车辆无法载人，但Cedillos-Barraza建议将来有可能。