Computer modelling of a very heat resistant Hf6C3N2 for cover ofhypersonic flight vehicles

Abstract

The creation of a very heat resistant cover for returnable orbiters and for hypersonic flying aircrafts is an actual problem in modern science and technics.Therefore, computer modelling and investigations molecular structure of various multicomponent compounds are important tasks. In the paper, based on the computer model the molecular structure and a very heat resistant of carbonitride hafnium Hf6C3N2 have been investigated by using of the semiempirical quantum mechanical method PM3. Some mechanical, electrical, optical and thermodynamic parameters of this material have been researched. Debye temperature and melting temperaturehave been calculated. The found theoretical value of melting temperature of carbonitride hafnium Hf6C3N2 is approximated to obtained experimental results. The block diagram of carried out investigations has been presented. The results of investigations indicate that these materials can be applied as a very heat resistant cover for hypersonic flight vehicles and returnable orbiter.

Створення понаджароміцних покриттів для космічних кораблів, які повернуться на Землю, а також для літальних апаратів, що рухаються в атмосфері з гіперзвуковими швидкостями, є актуальною проблемою сучасної науки і техніки. Тому для створення таких матеріалів важливим завданням є дослідження і комп'ютерне моделювання молекулярної структури різних багатокомпонентних сполук. У даній статті, на основі побудованої комп'ютерної моделі молекулярної структури матеріалу карбонітридугафнію з хімічною формулою Hf6C3N2, застосувавши напівемпіричний квантовомеханічний метод PM3, обчислений ряд значень механічних, електричних, оптичних ітермодинамічних параметрів цього матеріалу. Обчислені температура Дебая і температура плавлення матеріалу. Знайдені теоретичні значення температури плавлення збігаються з раніше визначеними з експериментів. Результати досліджень показують, що ці матеріалиможна використовувати в якості жароміцного покриття при створенні гіперзвукових літальних апаратів, а також космічних апаратів, що повертаються на Землю.