Uus materjal võimaldab panna reisilennukeid jälle helibarjääri murdma
Insenertehnika ei tähenda vaid hea mõtte peale tulemist, koostisosade kokkumätsimist ja lüliti vajutamist. Tihtilugu tuleb kõigepealt kaua ja põhjalikult otsida seadme ehitamiseks sobivaid materjale. Vaadake kas või oma nutitelefoni koos kogu selle kompaktse keerukusega ja kujutlege, et peaksite selle valmistama ilma konstruktsioonis kasutatud plastmaterjalideta. Kui millegi sellise ehitamine teil üldse õnnestuks, oleks tulemus reisikohvri suurune ja vaevu kaasaskantav.
Sama kehtib ka lennukiehituses. Mõte üleheli-lennundusest on juba üsna vana, kuid sellise lennuki või raketi ehitamine, mis suudaks saavutada viiekordset või kiiremat helikiirust (6125 km/h) — teisisõnu kiirust, mis võimaldaks reisida New Yorgist Londonisse kahe tunniga — nõuab selliste materjalide kasutamist, mis on praegu alles katsetamisjärgus. Põhjuseks on asjaolu, et õhk tekitab sellistel kiirustel lennumasina pinnal kuni 3000-kraadist kuumust.
Isegi kui taoline kuumus ei sulata või painuta lennuki tiibu, nina, propellerilabasid ja muid komponente, põhjustab see ikkagi nende kiiret lagunemist oksüdeerumise ja kulumise kaudu. Seetõttu aurustavad metallmaterjalide pealmised kihid osaliselt, mis neid nõrgestab ja defektidele nagu kriimustustele ja süvikroostele vastuvõtlikumaks muudab.
Manchesteri ülikooli ja Hiina kesk-lõuna ülikooli teadlastest koosnev töörühm töötab uue ülikõrge temperatuuritaluvusega materjalide (ingl UHTC, ultra-high temperature ceramics) klassiga. Need materjalid taluvad oksüdeerumist ja kulumist eriti hästi, mis tähendab suuremat vastupidavust ja pikemat ekspluatatsiooniaega. Kriitilise tähtsusega komponendiks on uus karbiid-kattekiht, mis teadlaste kinnitusel on 12 korda parem kui praegu kasutatavad UHTC-d nagu tsirkooniumkarbiid (ZrC).
Uus keraamiline materjal loodi Hiina kesk-lõuna ülikooli pulbermetallurgia instituudis ja selle omadusi kaardistati Manchesteris. Materjali tootmisel rakendatakse meetodit nimetusega reaktiivne sulatus-imendamine (ingl RMI, Reactive Melt Infiltration), mis hõlmab elementide, s.h tsirkooniumi, boori ja titaani sisestamist eri tüüpi süsinikest koosnevast komposiitmaterjalist maatriksisse. Tavaliselt kõrvaldab kõrge kuumus keraamilisest materjalist kaitsvad elemendid ja muudab järelejäänud keraamika kergesti lagunevaks, kuid RMI teeb keraamilise materjali palju tugevamaks ja pinna kulumisele ülehelikiirustel äärmiselt vastupidavaks.
