سرامیک مقاوم در برابر شوک حرارتی
پژوهشگران سرامیک جدیدی ساخته اند که با کیسه‌های هوایی در مقیاس نانو پوشانده می‌شود و این لایه عایق مانند از تاثیر تغییرات دمایی محیط بر سرامیک جلوگیری کرده و مانع از شکستن آن می‌شود.
سرامیک‌ها یک نقطه ضعف مهم دارند، آنها ممکن است بشکنند و نقطه ضعف بزرگ‌تر آنها این است که مقاومتشان در برابر شکستن،در مواجهه با تغییر ناگهانی دما یا همان شوک حرارتی،تا 90 درصد کاهش می‌یابد. یک سرامیک داغ را درون یک ظرف آب سرد بیاندازید، می‌بینید که با تغییر دمای سریع می‌شکند.
اما سرامیک جدیدی ساخته شده است که درون لایه‌ای عایق از هوا پیچیده شده است و سازندگانش مدعی هستند که بدین ترتیب، در برابر تغییرات دمایی سریع محیط، مقاوم است.
به گزارش نیوساینتیست، فن سانگ و همکارانش در آکادمی علوم چین، سرامیکی ساخته‌اند که غنی از زیرکنیوم، سیلیکون و آلومینیوم است و به دلیل نقطه ذوب بسیار بالایش، برای محیط‌های با دمای بالا مناسب است. همیشه پاشنه آشیل سرامیک‌ها، مقاومتشان در برابر خرد شدن است که در تغییرات ناگهانی دما، مثلا گرم شدن تا 400 درجه و بعد ناگهان قرار گرفتن در آب با دمای اتاق، تا 90 درصد پایین می‌آید.
گروه سانگ، سرامیک جدید خود را طوری ساخته‌اند که تغییرات دمایی در حد نقطه ذوب خودش، یعنی 3210 درجه سانتیگراد را هم تحمل می‌کند.
روکشی از هوا
آنها به سطح سرامیک، پلاسما و اسیدهای نیتریک و هیدروفلوریک تزریق کردند و در نهایت آن را با باله‌هایی در مقیاس نانو، مشابه برگ‌های نیلوفر آبی لوتوس پوشاندند. درست مانند این برگ‌ها، باله‌هایی که این سرامیک جدید را احاطه می‌کنند بسیار آب‌گریز هستند.
همین امر باعث مقاومت سرامیک در برابر تغییرات ناگهانی دما می‌شود. در واقع این سرامیک با بسته‌های کوچک پر از هوا احاطه شده است، بنابراین با قرار گرفتن در آب سرد یا در صورت تغییر ناگهانی دمای محیط، این لایه مثل عایق حرارتی عمل می‌کند و بدین ترتیب، قسمت اصلی سرامیک از تغییر ناگهانی دما در امان می‌ماند. در نتیجه مقاومت سرامیک پایین نخواهد آمد.
نه چندان ضخیم، نه چندان نازک
گرگ هیلماس در دانشکده علوم میسوری، مهندس سرامیک است. وی که معتقد است سرامیکی را نمی‌شناسد که در برابر تغییر ناگهانی دما یا شوک حرارتی مقاوم باشد، یک سوال پاسخ داده نشده دارد: «مهم‌ترین مسئله در مورد ترکیب این سرامیک جدید، این است که وقتی می‌گویند یک لایه نازک از هوا، دقیقا منظورشان از نازک چه قدر است؟»
سانگ هم قبول دارد که این مسئله مهمی است. به اعتقاد وی باید حد خاصی از نازکی وجود داشته باشد که برای این کار کاملا مناسب باشد. گروه وی هنوز دارند روی این مسئله کار می‌کنند.
سانگ معتقد است سرامیکی که ساخته‌اند می‌تواند جایگزین مناسبی برای آلیاژهای فلزی گران‌قیمتی باشد که در ابزاهایی به کار می‌روند که باید مقاومت حرارتی بالایی داشته باشند، مثلا وسایلی که درون موتور اتومبیل به کار می‌روند.
