Records: Hoogste smeltpunten van vaste stoffen

4 januari 2017, 09:39
Records: Hoogste smeltpunten van vaste stoffen
Records: Hoogste smeltpunten van vaste stoffen
Bij de zoektocht naar materialen die extreme temperaturen kunnen weerstaan, is men er onlangs in geslaagd om de smelttemperaturen te bepalen van zogenaamde interstitiële mengkristallen met de elementen tantalium en hafnium, waarbij koolstof de octaëdrische gaten van het overgangsmetaal opvult. Deze carbiden zijn trouwens niet alleen bijzonder hard, ze hebben ook een groot soortelijk gewicht.

Bij extreme belastingen, bijvoorbeeld in aandrijvingen of in de rand van vleugels van supersonische straaljagers en in hitteschilden voor ruimteschepen, speelt de temperatuurvastheid van de materialen een cruciale rol. Daarom is het belangrijk dat onderzoekers van het London Imperial College de exacte smeltpunten van tantaalcarbide en hafniumcarbide hebben kunnen bepalen. De eer voor het hoogste smeltpunt viel met 3.958 °C toe aan HfC, en TaC behaalde de tweede plaats met „maar“ 3.768 °C. Het nadeel van hafnium is dat het erg zeldzaam is, vandaar dat het ook erg duur is: 2.700 $/kg. Maar een carbide-legering (TaC4HfC5) blijkt een stuk voordeliger, omdat tantaal veel minder zeldzaam is en dus goedkoper (op dit moment 260 $/kg).

Een prijskraker: Die legering haalt met vermoedelijk 3.990 °C een nog hoger smeltpunt. Op een bevestiging van dat vermoeden moeten we nog wel even wachten en voorlopig is de fabricage van de legering (die 9.500 $/kg kost), zó kostbaar, dat de prijs van de grondstoffen erbij in het niet valt.

Opmerkelijk genoeg zijn deze carbiden, die qua structuur lijken op gewoon keukenzout (NaCl), zowel harder dan staal als tweemaal zo „zwaar“ (dichtheid: HfC = 12,2 g/cm³, TaC = 13,9 g/cm³).
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items