Karbon fiberle güçlendirilmiş reçine matrisli kompozitler, metallere göre daha iyi spesifik mukavemet ve sertlik sergiler ancak yorulma arızasına eğilimlidir.Karbon fiberle güçlendirilmiş reçine matrisli kompozitlerin piyasa değeri 2024'te 31 milyar dolara ulaşabilir, ancak yorulma hasarını tespit edecek yapısal sağlık izleme sisteminin maliyeti 5,5 milyar dolara kadar çıkabilir.
Bu sorunu çözmek için araştırmacılar, malzemelerde çatlakların yayılmasını durdurmak için nano katkı maddeleri ve kendi kendini onaran polimerler araştırıyorlar.Aralık 2021'de Washington Üniversitesi'nin Rensselaer Politeknik Enstitüsü ve Pekin Kimyasal Teknoloji Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, yorulma hasarını tersine çevirebilecek cam benzeri polimer matrisli bir kompozit malzeme önerdiler.Kompozitin matrisi geleneksel epoksi reçineler ve vitrimer adı verilen özel epoksi reçinelerden oluşur.Sıradan epoksi reçineyle karşılaştırıldığında, vitrifiye maddesi arasındaki temel fark, kritik sıcaklığın üzerine ısıtıldığında tersine çevrilebilir bir çapraz bağlanma reaksiyonunun meydana gelmesi ve kendini onarma yeteneğine sahip olmasıdır.
100.000 hasar döngüsünden sonra bile kompozitlerdeki yorulma, 80°C'nin biraz üzerindeki bir süreye kadar periyodik ısıtma ile tersine çevrilebilir.Ek olarak, RF elektromanyetik alanlara maruz kaldığında ısınmak için karbon malzemelerin özelliklerinden yararlanmak, bileşenlerin seçici olarak onarılması için geleneksel ısıtıcıların kullanımının yerini alabilir.Bu yaklaşım, yorulma hasarının "geri döndürülemez" niteliğini ele alır ve kompozit yorulmanın neden olduğu hasarı neredeyse süresiz olarak tersine çevirebilir veya geciktirebilir, yapısal malzemelerin ömrünü uzatabilir ve bakım ve işletme maliyetlerini azaltabilir.
KARBON / SİLİKON KARBÜR FİBER 3500°C ULTRA YÜKSEK SICAKLIĞA DAYANABİLİR
Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı liderliğindeki NASA'nın "Yıldızlararası Prob" konsept çalışması, güneş sistemimizin ötesindeki uzayı keşfetmeye yönelik ilk görev olacak ve diğer uzay araçlarına göre daha yüksek hızlarda seyahat etmeyi gerektirecek.Uzak.Çok yüksek hızlarda çok uzun mesafelere ulaşabilmek için, yıldızlararası sondaların bir "Obers manevrası" gerçekleştirmesi gerekebilir; bu, sondayı güneşe yakın bir yere doğru sallayacak ve sondayı derin uzaya fırlatmak için güneşin yerçekimini kullanacak.
Bu hedefe ulaşmak için dedektörün güneş kalkanı için hafif, ultra yüksek sıcaklığa dayanıklı bir malzemenin geliştirilmesi gerekiyor.Temmuz 2021'de Amerikalı yüksek sıcaklık malzemeleri geliştiricisi Advanced Ceramic Fiber Co., Ltd. ve Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı, 3500°C'lik yüksek sıcaklıklara dayanabilen hafif, ultra yüksek sıcaklığa dayanıklı bir seramik elyaf geliştirmek için işbirliği yaptı.Araştırmacılar, her bir karbon fiber filamanın dış katmanını, doğrudan dönüştürme işlemi yoluyla silikon karbür (SiC/C) gibi bir metal karbüre dönüştürdü.
Araştırmacılar numuneleri alev testi ve vakumla ısıtma kullanarak test etti ve bu malzemeler, hafif, düşük buhar basınçlı malzemelerin potansiyelini gösterdi; karbon fiber malzemeler için mevcut üst sınır olan 2000°C'yi genişletiyor ve 3500°C'de belirli bir sıcaklığı koruyor.Mekanik dayanıklılığa sahip bu malzemenin gelecekte sondanın güneş kalkanında da kullanılması bekleniyor.
Gönderim zamanı: Temmuz-18-2022