Metode Baru Untuk Menyederhanakan Produksi Material Untuk Tenaga Nuklir Dan Penyimpanan Energi
KALBARNEWS.CO.ID (RUSIA) - Para ilmuwan dari Institut Sains dan Teknologi Skolkovo (Skoltech) dan Universitas Politeknik Tomsk telah menerapkan metode sintesis plasmadinamik untuk menghasilkan dua material dalam bentuk nanopowder dan pelapis. Material ini adalah karbida – senyawa titanium, zirkonium, niobium, hafnium, dan tantalum dengan karbon – dan karbonitrida, larutan padat yang dibentuk oleh karbida dan nitrida logam transisi. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan dalam Journal of Alloys and Compounds. Tanggal 22.11.2024
Senyawa entropi tinggi adalah senyawa yang mengandung sedikitnya lima unsur berbeda. Di antara senyawa ini adalah karbida dan karbonitrida yang disintesis dari titanium, zirkonium, niobium, hafnium, dan tantalum oleh para ilmuwan dari Skoltech dan Universitas Politeknik Tomsk.
Para ilmuwan percaya bahwa sifat mekanis dan stabilitas suhu karbida menjadikannya salah satu bahan yang paling cocok untuk pembuatan elemen keramik suhu sangat tinggi. Namun, sintesis karbida sangat padat karya: biasanya memerlukan bahan baku untuk menjalani persiapan yang cermat dan memakan waktu lama di bawah suhu yang sangat tinggi (sekitar 2.200–2.300 °C).
Pada tahap pertama penelitian, para ilmuwan memodelkan berbagai struktur karbonitrida dengan berbagai konsentrasi nitrogen dan karbon, serta mempelajari stabilitas termodinamikanya pada berbagai suhu. Para penulis menyimpulkan bahwa sejumlah besar nitrogen dapat menyebabkan kerusakan mekanis pada struktur kisi material, yang berdampak negatif pada stabilitasnya.
Para ilmuwan melanjutkan untuk memperoleh karbida dan karbonitrida menggunakan metode sintesis plasmadinamik, di mana semburan plasma pelepasan busur berkecepatan tinggi digunakan sebagai media untuk reaksi sintesis plasma-kimia.
“Makalah kami menjelaskan penggunaan perangkat penelitian yang unik: akselerator magnetoplasma koaksial. Selama waktu pulsa kurang dari 1 milidetik, jet plasma berkecepatan tinggi terbentuk, mencapai suhu, tekanan, dan laju kristalisasi yang diperlukan untuk memperoleh nanomaterial yang unik. Bersama dengan rekan-rekan kami dari Skoltech, kami menggunakan metode desain komputer untuk menggabungkan Ti, Zr, Nb, Hf, Ta, C, dan N menjadi satu struktur tunggal selama percobaan,” kata Dmitry Nikitin, kandidat ilmu teknik, seperti dikutip oleh Skoltech.
Studi ini menunjukkan bahwa metode sintesis plasmadinamik tidak memerlukan bahan baku untuk menjalani persiapan khusus dan bersifat serbaguna, memungkinkan sintesis berbagai kelas material: karbida, nitrida, oksida, nanostruktur karbon, dan komposit turunan. Metode ini memungkinkan tidak hanya untuk memperoleh karbida dengan entropi tinggi, tetapi juga untuk memasukkan nitrogen ke dalam kisi kristalnya, mensintesis struktur yang mendekati karbonitrida. (Tim Liputan)
Editor : Aan
.jpg)
%20(1).jpeg)
