美國科學家用計算機進行的模擬表明,一(yī)種(zhǒng)由鉿、碳和氮組成的合(hé)成物Hf-N-C的熔點可高達4126攝氏度,這(zhè)一熔點比已知的所有物質的熔點都高,或可用做製造(zào)航天飛機的隔熱材料(liào)。科學家們希望能合成出此物質並測試其屬性。
現有已知(zhī)材料(liào)中,熔點最高的是由鉿、鉭和碳構成的合成材料Hf-Ta-C,其熔點為3526攝氏度。但布朗大學工程學教授阿克塞(sāi)爾?範?德瓦爾領導的研究(jiū)團隊(duì)最新進行的模擬計算發現,當鉿、氮和碳的比(bǐ)例合適時,其熔點甚至高達4126攝氏度(為太陽表麵溫度的三分之二)。他們正和加州大學戴維斯分校(xiào)的研究人員攜手在實驗室合成這種逆天的物質。
在最新的計算(suàn)機模擬中,研究人員(yuán)先對Hf-Ta-C的(de)屬性進行了分析,希望在此基礎上找出熔點更高的材料。他們發現(xiàn),Hf-Ta-C的溶解熱(從固態變成液態吸收或者釋放(fàng)的熱量)較高(gāo),但(dàn)其固態和液態墒(原子的紊亂程度)的差值(zhí)較低。而與之相比, Hf-N-C合金在熔(róng)化時也會吸收同樣多的能量,但其固態和液態時(shí)墒(shāng)的差異更小。他們由(yóu)此計算出,新合(hé)金的熔點將比Hf-Ta-C高474攝氏度。而且,研究人(rén)員(yuán)通過模擬當物質(zhì)融化時其原子尺度出現的物(wù)理學(xué)過程,計算出了新(xīn)合金Hf-N-C的組成公式。
氮(dàn)和碳是地球上分布很(hěn)廣的兩種元素,而鉿(Hf)是一種帶光澤的銀灰(huī)色過渡金屬,熔點為22233攝氏度,常(cháng)用於核反(fǎn)應堆的控製(zhì)棒中,在地殼裏的(de)含量極(jí)少。
目前(qián)還不清楚該材料(liào)被合成出來後(hòu)具體有什麽(me)用途,不過範?德瓦爾(ěr)補充說:“熔點並(bìng)非唯一決定(dìng)材(cái)料用途的屬性,我們還需(xū)要綜合考慮(lǜ)材料的力學屬性、抗氧化性和其他屬(shǔ)性。這種材料(liào)最終(zhōng)合成後,將被用於製造燃氣渦(wō)輪發(fā)動機或航天飛行器的防(fáng)熱罩等。”
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更多>2018-10-12