НовостиХимия

Этот новый материал обеспечивает нулевое тепловое расширение при температуре свыше 1000 °C


Группа исследователей объявила, что они разработали материал, который может быть самым термостабильным из когда-либо созданных. Он способен выдерживать температуры до 1126 °C без малейшего расширения.

Что такое тепловое расширение?

Тепловое расширение - это увеличение объема тела, вызванное повышением его температуры. Конкретно говоря, чем выше температура, тем больше движутся частицы внутри тела или вещества. И чем больше увеличивается движение этих частиц, тем выше температура. В результате частицы занимают большее пространство из-за их повышенной подвижности. В результате происходит увеличение объема соответствующего тела, часто незаметное, но очень ощутимое.

Материалы с нулевым расширением используются в высокоточных приборах, механизмах управления, аэрокосмических компонентах и медицинских имплантатов. Это все среды, где важно "сохранять стабильность" (низкое тепловое расширение) при различных температурах.

Инвар, сплав железа (64%) и никеля (36%), например, известен своим очень низким коэффициентом расширения.

Новый, невероятно стабильный материал

Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса недавно разработали новый материал, который не расширяется и не сжимается в чрезвычайно широком диапазоне температур: от -269 до 1126 °C. Другими словами, в этих температурных диапазонах новый материал не изменяется в объеме.

Состоящий из скандия, алюминия, вольфрама и кислорода, он, вероятно, является самым термостабильным материалом из когда-либо созданных. Его название: Sc1,5 Al0,5 W3 O12.

"Мы проводили эксперименты с этими материалами в связи с нашими исследованиями батарей, в независимых целях, и случайно наткнулись на необычное свойство этого конкретного состава", — объясняет Нирадж Шарма, ведущий автор данной работы.

Все еще "секретный" механизм

Исследователи, опубликовавшие свою работу в журнале Chemistry of Materials, отметили некоторые незначительные изменения в связях, положении атомов кислорода и вращении атомных соединений. Эти изменения, по их мнению, могут позволить материалу поглощать изменения температуры.

"На данном этапе неясно, отвечают ли какие-либо или все эти факторы за стабильность в диапазоне температур. Мы проводим дальнейшие исследования, чтобы попытаться определить механизм", — продолжает Нирадж Шарма.

Благодаря относительно простому синтезу материалов и доступности "ингредиентов", исследователи также отмечают, что возможно крупномасштабное производство. "Скандий встречается реже и стоит дороже, но мы экспериментируем с другими элементами, которые можно заменить и сохранить стабильность", — сказал Шарма.

Подписывайтесь на нас
Back to top button