نوآوری‌های فلزات با حرارت بالا، راه‌حل‌های محیط‌های سخت را ارتقا می‌دهند.

در عرصه مهندسی، چالش های بسیار کمی به اندازه مقاومت در برابر دماهایی که فلزات معمولی را به آبچاله های ذوب می کند، بسیار سخت هستند.از نوزل های موتور موشک با شعله های بیش از 3،000°C به هسته های راکتور هسته ای و فرآیندهای تولید صنعتی، فلزات تخصصی باید یکپارچگی ساختاری را در جایی که دیگران شکست می خورند حفظ کنند.

در حالی که نقاط ذوب بالا ضروری است، مقاومت درجه حرارت بالا به ترکیبی از خواص مهم نیاز دارد:

• نقاط ذوب استثناییتعیین محدوده های بالای دمای
• پیوندهای اتمی قویحفظ ثبات ساختاری
• نرخ انتشار اتمی پایینمقاومت در برابر تغییر شکل خزیدن
• مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگیبرای طول عمر در محیط های خشن
• مقاومت در برابر خستگی حرارتیدر برابر چرخه های گرمایش/برد تکراری

این خواص به ندرت در شکل عنصر خالص وجود دارد. مهندسی مدرن آنها را از طریق سیستم های آلیاژ پیچیده ای که چندین فلز را ترکیب می کند، به دست می آورد.

این عناصر پایه مواد مقاوم به گرما را تشکیل می دهند:

1. ولتفستم (W)- قهرمان بدون مناقشه با نقطه ذوب 3422 درجه سانتیگراد، که در نوزل های موشک و کاوشگرهای فضایی استفاده می شود
2. رنیوم (Re)- در ۳۱۸۶ درجه سانتیگراد این فلز نادر باعث افزایش نایل سوپر آلیاژ در تیغه های توربین می شود
3. تانتالوم (Ta)- مقاومت در برابر 3.017 درجه سانتیگراد در حالی که در برابر خوردگی در کاربردهای هسته ای و پزشکی مقاومت می کند
4. مولیبدن (Mo)- یک عملکرد متنوع 2623 ° C در آلیاژ های ساختاری و الکترونیک
5. نیوبیوم (Nb)- ترکیبی از تحمل ۲۴۷۷ درجه سانتیگراد با انعطاف پذیری برای هوافضا و ابررسان

آلیاژ های دمای بالا مدرن این عناصر را به سیستم های پیچیده ای ترکیب می کنند:

آلیاژ های Inconel® و Rene® بر موتورهای جت و تولید برق با مقاومت بی نظیر در 600 تا 1100 درجه سانتیگراد تسلط دارند.

در مقاومت در برابر خوردگی حرارتی برای قطعات استاتیک توربین گاز.

مخلوط های مولیبدن، وولفستم و تانتالوم در محافظ های فضاپیما و اجزای پلاسمایی استفاده می شوند.

یک رویکرد انقلابی ترکیبی از فلزات آتش شکن متعدد را در نسبت های تقریباً برابر ترکیب می کند و مواد را با:

• ثبات قابل توجه در دمای بالا بالاتر از 1200 درجه سانتیگراد
• سرعت انتشار آهسته تر از آلیاژ های معمولی
• مقاومت اکسیداسیون قابل تنظیم
• نسبت های استثنایی قدرت به وزن

این آلیاژ های تجربی برای هواپیماهای بیش صوتی، راکتورهای نسل بعدی و سیستم های پیشبرد پیشرفته امیدوار کننده هستند، اگرچه چالش های تولید همچنان باقی مانده است.

آلیاژ های مقاوم گرما مدرن به طور فزاینده ای به عنوان پودر های دقیق مهندسی شده شروع می شوند، که این امکان را فراهم می کند:

• تولید افزودنی هندسه های پیچیده
• سینتر کردن پلاسما تخلیه برای قطعات فشرده و با عملکرد بالا
• فشرده سازی ایزواستاتیک گرم برای حذف نقص

این رویکرد اجازه می دهد تا خواص مواد سفارشی با ریختن سنتی یا جعل غیرممکن باشد.

با پیشرفت تکنولوژی در محیط های شدیدتر، از انرژی پاک تر تا اکتشافات فضایی، مواد مقاوم در برابر گرما به پیشرفت ادامه خواهند داد.آينده در عناصر تک نفره نهفته، اما در سیستم های آلیاژ دقیق ساخته شده از طریق فرآیندهای نوآورانه ساخته شده است.