NC State'te profesör olan Cheryl Xu, "Yenilikçi bilim ve mühendisliğin birleşimi ilerlemeye devam ettikçe, seramiklerin geleceği parlak görünüyor" diyor. North Carolina Eyalet Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, 14 Mayıs 2025'te ultra yüksek sıcaklık seramikleri oluşturmak için çığır açan bir lazer sinterleme tekniğini tanıttılar.
Yeni yöntem, olağanüstü ısı direnciyle bilinen hafniyum karbür (HfC) gibi seramiklerin üretimini önemli ölçüde kolaylaştırıyor. Geleneksel yöntemler 2.200 santigrat derecenin üzerinde sıcaklıklar gerektirir, ancak lazer tekniği daha hızlı ve enerji verimlidir.
İşlem, kontrollü bir ortamda sıvı bir polimer öncüsüne 120 watt'lık bir lazer yönlendirmeyi içerir. Bu, sıvıyı kaplamalar veya 3D baskılı yapılar için uygun katı bir seramik malzemeye dönüştürür. Lazer sinterleme tekniği, geleneksel sinterlemenin aksine taşınabilirdir.
Temel bir uygulama, hipersonik teknolojilerde kullanılan karbon kompozitler için koruyucu kaplamalar oluşturmaktır. Yerel lazer sinterleme, yapısal hasarı en aza indirir ve termal korumayı artırır. Teknik ayrıca, karmaşık 3D seramik yapılar oluşturmayı sağlayan eklemeli üretimle de entegre olur.
Lazer tekniği, geleneksel yöntemlerin %20-40'ından önemli ölçüde yüksek olan en az %50'lik bir dönüşüm verimliliğine sahiptir. Bu, daha az atığa ve daha sürdürülebilir bir üretim yaklaşımına yol açar. Ekip, teknolojinin aşırı ortamlar için potansiyelini göstererek, kristal, faz-saf HfC'yi başarıyla üretti.
Karbon fiber kompozitlere uygulanan HfC kaplamaları üzerindeki testler, termal koruma sistemleri için gerekli olan güçlü yapışma ve düzgün kaplama gösterdi. Bu, havacılık ve diğer endüstrilerde gelişmiş mühendislik uygulamaları için kapılar açar. American Ceramic Society Dergisi'nde yayınlanan araştırma, bu tekniklerin daha fazla benimsenmesine ilham vermeyi umuyor.