Forskare vid Tomsk Polytechnic University har syntetiserat högentropi karbid bestående av fem olika metaller med hjälp av en vakuumfri ljusbågsmetod. Forskningsresultaten publiceras i Journal of Engineering Physics and Thermophysics.

Högentropiska karbider är en ny klass av material som samtidigt består av fyra eller flera olika metaller och kol. Deras huvudsakliga egenskap ligger i förmågan att uthärda höga temperaturer och energiflödestätheter. Kombinera olika element i kompositionen, det är möjligt att erhålla den nödvändiga blandningen av funktioner (smältpunkt, oxidationstemperatur, specifik vikt och andra).

"Högentropimaterial kallas på ett sådant sätt på grund av en relativt hög grad av oordning i det kristallina gittret, eftersom en atom av varje kemiskt element besitter en viss storlek i de kristallina gittren.

Det orsakar strukturella förvrängningar och kan positivt påverka materialegenskaper, "Alexander Pak, Forskarassistent vid TPU Research Center—Ecoenergy 4.0, förklarar.

TPU-forskarna lyckades syntetisera högentropi karbid bestående av Ti, Zr, OBS, Hf, Ta och C. Karbid erhölls med användning av en vakuumfri elektrisk ljusbågesyntes. Höga temperaturer krävs för en reaktion, i ordning, varje primär komponent som interagerar med C ansluter till det ansiktscentrerade kubiska gittret och bildar ultraeldfast karbid. Forskarna använder elektriskt ljusbågsplasma för att få det.

"Vi blev de första att skaffa högentropi karbid med en vakuumfri ljusbågsmetod. Det är en stor sällsynthet och framgång för oss att syntetisera ett material som nyligen har upptäckts och att använda vår metod i ljusbågsreaktorer skapade av vår forskningsteam.

Vi planerar att förbättra en syntesprocess för att få ett tydligare och oförorenat material, för att minska energiintensiteten, samt att undersöka materialegenskaper och syntetisera högentropiska karbider av annan kemisk sammansättning, ", tillägger Alexander Pak.