Komposit matriks résin anu diperkuat serat karbon nunjukkeun kakuatan khusus sareng kaku anu langkung saé tibatan logam, tapi rentan kagagalan kacapean. Nilai pasar komposit matriks résin anu diperkuat serat karbon tiasa ngahontal $ 31 milyar dina 2024, tapi biaya sistem ngawaskeun kaséhatan struktural pikeun ngadeteksi karusakan kacapean tiasa langkung luhur $ 5.5 milyar.
Pikeun ngarengsekeun masalah ieu, peneliti ngajalajah nano-aditif sareng polimér nyageurkeun diri pikeun ngeureunkeun retakan tina nyebarkeun bahan. Dina Désémber 2021, peneliti di Institut Politéknik Rensselaer Universitas Washington sareng Universitas Téknologi Kimia Beijing ngusulkeun bahan komposit kalayan matriks polimér sapertos gelas anu tiasa ngabalikeun karusakan kacapean. Matriks komposit diwangun ku résin époksi konvensional sareng résin époksi khusus anu disebut vitrimer. Dibandingkeun sareng résin epoksi biasa, bédana konci antara agén vitrifying nyaéta nalika dipanaskeun di luhur suhu kritis, réaksi cross-linking anu tiasa dibalikkeun, sareng gaduh kamampuan pikeun ngalereskeun diri.
Malah sanggeus 100.000 siklus karuksakan, kacapean dina composites bisa dibalikkeun ku pemanasan periodik ka waktu ngan luhureun 80 ° C. Salaku tambahan, ngamangpaatkeun sipat bahan karbon pikeun dipanaskeun nalika kakeunaan médan éléktromagnétik RF tiasa ngagentos pamanasan konvensional pikeun ngalereskeun komponén sacara selektif. Pendekatan ieu alamat "teu bisa malik" alam karuksakan kacapean sarta bisa ngabalikeun atawa reureuh komposit kacapean-ngainduksi ruksakna ampir salamina, manjangkeun umur bahan struktural sarta ngurangan biaya pangropéa sarta operasi.
SERAT KARBON / SILIKON KARBIDA BISA TAHAN 3500 ° C SUHU ULTRA-TINGGI
Ulikan konsép "Interstellar Probe" NASA, dipingpin ku Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, bakal janten misi munggaran pikeun ngajalajah rohangan saluareun sistem tatasurya urang, ngabutuhkeun perjalanan dina kecepatan anu langkung gancang tibatan pesawat ruang angkasa sanés. Jauh. Pikeun bisa ngahontal jarak anu jauh pisan dina kecepatan anu kacida luhurna, panyilidikan antarbintang bisa jadi kudu ngalakukeun "manuver Obers," anu bakal ngayunkeun panyilidikan deukeut ka panonpoé sarta ngagunakeun gravitasi panonpoe pikeun ngalelepkeun usik ka jero rohangan.
Pikeun ngahontal tujuan ieu, bahan anu hampang sareng suhu ultra-luhur kedah dikembangkeun pikeun tameng surya detektor. Dina Juli 2021, pamekar bahan suhu luhur Amérika Advanced Ceramic Fiber Co., Ltd. sareng Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory gawé bareng pikeun ngembangkeun serat keramik anu hampang, suhu ultra luhur anu tiasa tahan suhu luhur 3500 ° C. Para panalungtik ngarobah lapisan luar unggal filamén serat karbon kana karbida logam kayaning silikon carbide (SiC / C) ngaliwatan prosés konvérsi langsung.
Panaliti nguji conto nganggo uji seuneu sareng pemanasan vakum, sareng bahan ieu nunjukkeun poténsi bahan anu hampang, tekanan uap rendah, ngalegaan wates luhur ayeuna 2000 ° C pikeun bahan serat karbon, sareng ngajaga suhu anu tangtu dina 3500 ° C. Kakuatan mékanis, éta diperkirakeun dianggo dina tameng surya tina usik dina mangsa nu bakal datang.
waktos pos: Jul-18-2022