借助強(qiáng)大的計算機(jī)模擬，布朗大學(xué)的研究者們確定了一種新材料，其熔點高過目前任何材料。

    目前熔點最高紀(jì)錄保持者是Hf-Ta-C，而最新預(yù)測顯示由鉿、氮、碳組成的新材料（HfN0.38C0.51）熔點超過4400K。這個溫度已經(jīng)接近太陽表面溫度的2/3，比Hf-Ta-C還要高200K。下一步，科學(xué)家們準(zhǔn)備在實驗室合成這種材料并測試。

    副教授Axel van de Walle和Qijun Hong認(rèn)為：“先用計算方法的好處是可以非常廉價地嘗試不同的物質(zhì)和成分，根據(jù)結(jié)果找出那些值得進(jìn)一步實驗的部分。否則我們就像閉著眼在開槍。現(xiàn)在，我們得到了值得一試的東西。”

    應(yīng)用計算技術(shù)，研究者在原子層面上用量子力學(xué)原理模擬物理變化，從而推斷出熔點。這項工作使用了美國基礎(chǔ)科學(xué)基金的XSEDE 計算網(wǎng)絡(luò)和布朗大學(xué)的“Oscar”高性能計算機(jī)集群。

    他們的研究發(fā)現(xiàn)Hf-Ta-C有很高的熔化熱，同時固液兩相熵差值很小。“熔化就是相轉(zhuǎn)變的熵變。如果固相的熵已經(jīng)非常高了，那么意味著固相很穩(wěn)定，熔點也就很高。”最后，他們計算得到新物質(zhì)的熔點比現(xiàn)有最高者高200K。

    van de Walle認(rèn)為，這項工作可以為最終得到可在燃?xì)廨啓C(jī)和高速飛機(jī)的高溫區(qū)等領(lǐng)域服役的新型材料指明方向。但HfN0.38C0.51本身是不是有用，目前無法確定。

    “熔點并不是唯一重要的性能。你還需要考慮機(jī)械性能、抗氧化性等等其他性能。所以考慮其他因素的話可能得加入其他材料，這樣熔點就可能會降低。但是目前熔點已經(jīng)很高了，所以你有很大的操作空間”。

 

責(zé)任編輯：王元

《中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-82387968
郵箱：ecorr_org@163.com
中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414