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3000度にも耐えられる素材ってあるのか？

2021/06/04 17:45

3000度にも耐えられる素材があると聞きましたが、本当に存在するのでしょうか？ 1500度で鉄が溶けたり、人間の骨が溶けるというのに、そのような素材なんてあるのでしょうか？回答のほうよろしくお願いします。

taritarianime
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atm_phantom
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2021/06/05 08:33 回答No.5

工学者の観点から回答させていただきます。「3000度にも耐えられる素材」という言葉にはどのような条件で耐えるのかの記載がありません。私は若い時に 5000～20000℃ と言われる気中アークに耐える材料を見つけるという課題を与えられました。耐える時間は 0.5 s 以下で 30s 措いて２回、その後は充分な冷却時間の放置後、前期のサイクルを何度でも使用可能という条件です。でも、これなら新幹線の軌道脇で使用実績のあった耐火スレートで耐えることができました。しかし、この材料でも 300℃ で連続して 30min 位加熱すると爆発して粉々になってしまいます。でも、そのような使用環境では使わないので採用となりました。材料単体の融点でのみ考えるなら、それを上回る材料は № 4 の方の回答のように存在すると思います。しかし、融解しなくても軟化して強度が保てなくなれば実使用には耐えられないでしょうし、稀少材料で、加工するにも特殊な炉や加工装置を必要として費用ばかり掛かってしまえば、実用には問題があります。 № 1 の方の例にある大気圏再突入では、スペースシャトルは金属製の外壁の表面に耐熱セラミックのタイルを接着剤で貼り付けてあります。成分の一部が気化するときに気化熱が奪われて、着陸までの期間限定で耐えると聞いています。打上前の燃料チャージで燃料が漏れて接着剤が剥がれ、大気圏突入で空中分解した事故を覚えておられますね。コンバインドサイクル発電やターボジェットエンジンに使用されているガスタービンエンジンのローターの動翼 ( ブレード ) は鉄系の合金ですが 1500℃くらいの温度で赤熱しながら、信じられないような高速で強い遠心力に耐えながら高温の燃焼ガスの圧力にも耐えて回っています。実は薄い動翼の内側に空洞があって内部から圧縮空気を送って表面の開口している沢山の微小な穴から表面に空気層を作って冷却しながら回っているのです。この空洞を作るにはロストワックスという高度な鋳造技術を使って作られています。このため、動翼は定期的に更新されますが、単位重量当たりの販売価格は純金 ( Au ) の価格より高いと言われています。 № 3 の方の例にあるロケット発射台は、発射の間は対利用の水を放水して、発射台を冷却しています。ロケットエンジンのノズルは高温の噴射ガスに耐えていますが、公開されているアポロ計画のサターンロケットの写真をよく見ると、ノズルの外表面には細いパイプが曲がりくねって走っています。これは燃焼前の氷点下の燃料ガスを通してノズルを冷却しています。人間の英知を使えば、単に材料だけからは耐えられない材料でも、信頼性・安全性を保ちながら、決められた予算の中で自分の望みをかなえることができます。世の中には工学を理学より一段劣るものと考える人がときどきいますが、工学もこんなに創造的な仕事をして世の中を支えているのです。