Nuevo material compuesto para el sector aeroespacial creado en Rusia

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RUSIA / 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. Informó la agencia de noticias Sputnik.

Cuando vehículos espaciales pasan a través de la atmósfera de la Tierra, algunos componentes deben soportar cargas intensas a temperaturas superiores a 2.000 °C. 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 1.600 °C, 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.

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 2.000 °C, 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.

Los investigadores detallan que el carbonitruro de hafnio se sintetizó mediante la combustión de una mezcla de hafnio con carbono en la atmósfera de nitrógeno. Para producir el material voluminoso se utilizó la sinterización por plasma de chispa. Según los científicos, es un método simple, rápido y enérgicamente eficiente que puede usarse en la fabricación industrial.

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.