SK
  1. Home
  3. Ktorý materiál vydrží najvyššiu teplotu?

Ktorý materiál vydrží najvyššiu teplotu?

Ktorý materiál má najvyššiu teplotu topenia? A aká je to teplota?

Výskum publikovaný v odbornom magazíne Physical Review B na tieto otázky pokúša odpovedať. Qi-Jun Hong a Axel van de Walle z Brownovej unverzity v ňom odhadujú tepelnú odolnosť materiálov pomocou simulácii molekulárnej dynamiky rôzných zlúčenín. Ako najodolnejší sa ukázal materiál zložený zo správnych množstiev hafnia, dusíka a uhlíka. Ten sa roztopí až pri teplote vyššej ako 4100 stupňov Celzia. To je o 200 stupňov viac než je rekord akejkoľvek doteraz vyrobenej látky. Doterajším rekordérom je zmes hafnia, tantalu a uhlíka. Pre ilustráciu, čistý wolfrám sa topí pri teplote 3422 stupňov Celzia. 

Tepelne najodolnejší materiál je predpoveďou počítačového modelu. Výhodou prístupu pri ktorom sa hľadá najodolnejšia zlúčenina pomocou počítačového simulovania je rýchlosť a cena výskumu. S použitím simulácii je to omnoho lacnejšie a rýchlejšie. Umožňuje preveriť väčšie množstvo kombinácii rôznych látok v rôzných množstvách (pomeroch) než reálny experiment. Predpovede modelu, vlastnosti látok s najväčším potenciálom sa potom preverujú experimentálne. Bez počítačového modelovania by to bolo, ako hovorí prvý autor článku Qi-Jun Hong len strieľanie naslepo. Simulácie ukazujú najnádejnejšiu cestu ktorou sa vybrať.

Simulovanie prebieha na úrovni elektrónových obalov samotných atómov. Na tejto nanoškále sa pracuje s relatívne malým množstvom atómov, približne na úrovni čísla 100. Faktorom, ktorý z tejto úlohy robí superpočítačové zadanie je množstvo rôznych kombinácií, ktoré je potrebné preveriť. 


Teploty topenia zlúčenín s rôzným pomerom hafnia, dusíka a uhlíka. Credit: Image: Van de Walle lab/Brown University

Vysoký bod topenia je cenenou vlastnosťou odolných materiálov používaných napríklad v plynových turbínach či na tepelné tienenie v nadzvukových lietadlách. Či nový tepelne najodolnejší materiál nájde využitie v týchto oblastiach sa ukáže podľa jeho ďalších vlastností, ako napríklad mechanické vlastnosti a odolnosť voči oxidácii.

Zdroj: www.brown.edu

Tagy metamateriál materiály
Komentáre (8)
Pjetro de
Sun, 08/02/2015 - 10:13
Odjakziva tvrdim, ze skupenstva hmoty ktore pozname su len primitivnym priblizenim reality vesmiru a existuju len v primitivne malom teplotnom rozsahu. Pevne, kvapalne, plynne - to su veci existujuce v RÁDOVO velmi malom teplotnom/energetickom rozsahu od 10^0 po 10^4 kelvina. Vsetko co pozorujeme zmyslami a co sme tisicrocia videli na Zemi a com sme sa ucili v skole, sa zmesti do tychto styroch rádov. Smerom k absolutnej nule tu mame einsteinov-boseho kondenzat existujuci radovo od cca 10^(-7) K. Najnizsia ludstvom dosiahnuta teplota je 100pK (pikokelvinov) cili nybrz ponivac 10^(-10) kelvina. Smerom hore tu mame jadrovo-elektronovu plazmu existujucu od radovo 10^4 po 10^9 K. Teda radovo od 10^4 kelvinov NEEXISJUTE nic pevne, nic kvapalne, nic plynne (ani wolfram, nic) ... proste nema zmysel hovorit o niecom pevnom, kvapalnom, plynnom, je proste len jadrovo-elektronova plazma. Vyssie od 10^10 mame kvarkovo-gluonovu plazmu, kde neexistuju ani mezony (bikvarky), baryony (trikvarky), tetrakvarky, pentakvarky, ale zmeska samotnych kvarkov a gluonov. Spekulativne od radovo 10^20 K to moze byt fermionovo-bozonova plazma, ked sa stiera rozdiel medzi fermionmi (casticami hmoty) a bozonmi (casticami polí/interakcií) a v ramci zachovania istych velicin sa vo "vriacej" polievke neustale menia/osciluju fermiony (kvarky vsetkych troch rodin) na bozony (gluony) a opacne. Einsteinov-boseho kondenzat ci pri ultra-vykokych teplotach rozne druhy plazmy, by som ale rozhodne nenazyval skupenstvami hmoty, ale napr. stavmi hmoty.
Evil123
Mon, 08/03/2015 - 04:12
bez urážky, tento tvoj super dlhý odborný text úplne každého kto tu je zaújima a každý mu rozumie :DDD , choď si toto prosím ťa písať na nejaké odoborné fórum :)
Pjetro de
Mon, 08/03/2015 - 07:44
A comu konkretne nerozumies?
moody01
Mon, 08/03/2015 - 10:06
Seckemu rozumieme, len co je to sakra vriaca polievka ? O_o
JA
Thu, 11/02/2023 - 15:57

to že nič nevieš o tom nie je nikoho iného problém

Eistein
Tue, 08/04/2015 - 12:13
Lebo vsetky latky maju tendenciu sa zlucovat cize ta tvoja akoze pravda je nepravda nakolko praveze casom bude stale viac tuhych pevnych telies a nie oplynov a kvapalin ti pises co bolo ja pisem kam sa tento svet ubera nie ako vyzeral a vyzera ale pisat o buducnosti a zaoberat sa buducnostou treba a nie tym co casom zanikne
mano8
Mon, 08/03/2015 - 07:12
ale o hafniu s uhlikom to uz "nejaky ten pátek" vieme (snad uz 40r :D ) na to nebolo treba ziadny test :D
caleb
Tue, 08/04/2015 - 13:54
Teplo = energia Teplota = fyzikálna veličina charakterizujúca prostredie Správne má byť nadpis: Ktorý materiál vydrží najvyššiu teplotu ?
Add new comment
About text formats
TOPlist