Experiment uskutočnený na vesmírnej stanici posunul čínskych vedcov k revolúcii v leteckej technológii.
Po hypersonickej rakete sú v centre výskumu hypersonické lietadlá, ktoré môžu cestovať na veľké vzdialenosti päťnásobkom rýchlosti zvuku alebo rýchlejšie Zdroj: iStockphotos.com. Autor: Alexyz3d
Viac ako tri roky na čínskej vesmírnej stanici Tchien-kung astronauti vykonávali zdanlivo všedný experiment: častice zliatiny vo vákuovej komore zasahovali laserom, pričom pozorne sledovali a zaznamenávali malé zmeny, ktoré sa vyskytujú pri ochladzovaní častíc.
Experiment prebiehal tak dlho, že vybavenie a vzorky museli tri razy vymeniť, ale výsledok sa napokon dostavil. Pomocou údajov z práce astronautov sa vedcom na Zemi po prvýkrát podarilo vyrobiť zliatinu nióbu a kremíka, ktorá spĺňa prísne požiadavky priemyselných aplikácií. Informovala o tom čínska webová stránka South China Morning Post.
Unikátne vlastnosti
Tento prelom by mohol potenciálne spôsobiť revolúciu v leteckej technológii. Lopatky v turbočerpadle motora vyrobené zo zliatiny nióbu a kremíka napríklad odolávajú teplotám presahujúcim 1 700 stupňov Celzia.
Motory vyrobené z takého materiálu sú ľahšie ako zliatiny niklu alebo titánu a majú trojnásobnú pevnosť v tlaku pri vysokých teplotách, vďaka čomu by boli schopné dosiahnuť rýchlosť a prevádzkovú účinnosť, ktoré sú pri existujúcej technológii nemožné.
Významným dodávateľom prvku je Brazília – produkuje takmer 90 percent svetového nióbu. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: AlexLMX
Hromadná výroba
Zliatina nióbu a kremíka mala dve hlavné nevýhody, ktoré bránili jej hromadnej výrobe: rast jej vysokopevnostných kryštálov bol veľmi pomalý, vyžadoval si sto hodín pri teplote takmer 1 600 stupňov Celzia a výsledné vzorky boli pri izbovej teplote extrémne krehké, pre čo neboli schopné splniť požiadavky tovární na výrobu motorov.
Tieto problémy však teraz vyriešil tím vedený Wej Ping-pom, akademikom Čínskej akadémie vied a profesorom na škole fyzikálnych vied a technológie Severozápadnej polytechnickej univerzity.
Pomocou novej metódy rýchleho chladenia dosiahol Wej Ping-po a jeho tím rýchlosť výroby vysokokvalitných kryštálov nióbu a kremíka takmer 9 centimetrov za sekundu. Okrem toho pridaním stopových množstiev hafnia zvýšili pevnosť zliatiny pri izbovej teplote viac ako trojnásobne, čím splnili podmienky na montážne linky motorov. Vedecký tím opisoval výsledky svojho výskumu v recenzovanom článku publikovanom 27. decembra 2024 v časopise Acta Physica Sinica, ktorý prevádzkuje Čínska fyzikálna spoločnosť.
Sankcie USA
Severozápadná polytechnická univerzita v starobylom meste Si-an čelí prísnym sankciám zo strany Spojených štátov amerických pre výskum a vývoj špičkových technológií, ako sú hypersonické lietadlá, ktoré môžu cestovať na veľké vzdialenosti päťnásobkom rýchlosti zvuku alebo rýchlejšie. Ak sa zliatina nióbu a kremíka bude môcť v budúcnosti hromadne vyrábať, poskytne to Číne obrovskú výhodu vo vojenskom a špičkovom výrobnom sektore.
Pre sankcie USA univerzita dostala vyššiu podporu od čínskej vlády a armády. Výsledkom je, že od roku 2021 môže Wej Ping-pov tím vykonávať experimenty na čínskej vesmírnej stanici, ktorá je stále vo výstavbe. Tieto zásadné vedecké objavy pomohli tímu hlbšie pochopiť fyzikálnu povahu zliatiny nióbu a kremíka, čo viedlo k vývoju praktickejších a efektívnejších metód prípravy.
Medzinárodná vesmírna stanica zakazuje vojenský výskum. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: 3DSculptor
Vlastná vesmírna stanica
„Je to dôkaz toho, aké dôležité je, aby krajina mala vlastnú vesmírnu stanicu,“ uviedol vedec, ktorý si pre citlivosť témy želal zostať v anonymite.
Medzinárodná vesmírna stanica (ISS), ktorá je oveľa väčšia ako Tchien-kung, zakazuje vojenský výskum a vyžaduje, aby sa výsledky šírili medzi členskými krajinami. Žiadosť Číny o vstup do ISS vetovali USA v deväťdesiatych rokoch.
Niób je vzácny kov a Čína je v súčasnosti najväčším spotrebiteľom nióbu, ktorý sa používa najmä na výrobu vysokovýkonných ocelí.
Čínske zásoby nióbu však predstavujú menej ako percento z celkového svetového objemu. Brazília produkuje takmer 90 percent svetového nióbu. Juhoamerická krajina je členom BRICS, združenia veľkých rozvíjajúcich sa ekonomík, ktoré zahŕňa i Čínu, a je jedným z hlavných dodávateľov rudy do Číny.
Zdroj: South China Morning Post
(LDS)
