Wetenschappers van de Tomsk Polytechnic University hebben carbide met hoge entropie gesynthetiseerd dat bestaat uit vijf verschillende metalen met behulp van een vacuümvrije elektrische boogmethode. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in de Tijdschrift voor technische fysica en thermofysica.

Carbiden met hoge entropie zijn een nieuwe klasse van materialen die tegelijkertijd uit vier of meer verschillende metalen en koolstof bestaan. Hun belangrijkste kenmerk ligt in het vermogen om hoge temperaturen en energiefluxdichtheden te doorstaan. Door verschillende elementen in de compositie te combineren, is het mogelijk om de vereiste mix van kenmerken te verkrijgen (smeltpunt, oxidatie temperatuur, soortelijk gewicht en andere).

"Materialen met hoge entropie worden zo genoemd vanwege een relatief hoge mate van wanorde in het kristalrooster, zoals een atoom van elk chemisch element een bepaalde grootte bezit in de kristalroosters.

Het veroorzaakt structurele vervormingen en kan de materiaaleigenschappen positief beïnvloeden, "Alexander Pak, Research Fellow van het TPU Research Center-Ecoenergy 4.0, verklaart.

De TPU-wetenschappers slaagden erin om carbide met hoge entropie te synthetiseren, bestaande uit Ti, Zr, Nb, Hf, Ta en C. Carbide werd verkregen met behulp van een vacuümvrije elektrische boogsynthese. Voor een reactie zijn hoge temperaturen nodig, in volgorde, elke primaire component die in wisselwerking staat met C verbindt zich met het vlak gecentreerde kubische rooster en vormt ultra-refractair carbide. De wetenschappers gebruiken elektrisch boogplasma om het te verkrijgen.

"We waren de eersten die carbide met hoge entropie verkregen met behulp van een vacuümvrije elektrische boogmethode. Het is een grote zeldzaamheid en succes voor ons om een ​​materiaal te synthetiseren dat onlangs is ontdekt en om onze methode te gebruiken bij elektrische boogreactoren die door onze onderzoeks groep.

We zijn van plan om een ​​syntheseproces te verbeteren om een ​​helderder en niet-verontreinigd materiaal te verkrijgen, om de energie-intensiteit te verminderen, evenals om materiaaleigenschappen te onderzoeken en carbiden met hoge entropie van de andere chemische samenstelling te synthetiseren, "Alexander Pak voegt eraan toe.