Kuelestofffaser verstäerkt Harz Matrixkomposite weisen eng besser spezifesch Kraaft a Steifheit wéi Metaller, awer si ufälleg fir Ermüdungsfehler. De Maartwäert vu Kuelestofffaser-verstäerkte Harz Matrixkomposite kéint $ 31 Milliarde am Joer 2024 erreechen, awer d'Käschte vun engem strukturelle Gesondheetsmonitoréierungssystem fir Middegkeetsschued z'entdecken kéinten erop vun $ 5.5 Milliarde sinn.
Fir dëse Problem unzegoen, erfuerschen d'Fuerscher Nano-Additive a selbstheilende Polymere fir d'Rëss aus der Verbreedung vu Materialien ze stoppen. Am Dezember 2021 hunn d'Fuerscher vum Rensselaer Polytechnic Institut vun der Washington University an der Beijing University of Chemical Technology e Kompositmaterial mat enger glasähnlecher Polymermatrix virgeschloen, déi d'Müdlechkeetsschued ëmgedréint. D'Matrix vum Komposit besteet aus konventionellen Epoxyharzen a speziellen Epoxyharzen genannt Vitrimeren. Am Verglach mam gewéinleche Epoxyharz ass de Schlësselunterscheed tëscht Verglasungsmëttel datt wann iwwer der kritescher Temperatur erhëtzt gëtt, eng reversibel Kräizverbindungsreaktioun geschitt, an et huet d'Fäegkeet sech selwer ze reparéieren.
Och no 100.000 Schuedzyklen kann d'Müdegkeet an de Kompositen duerch periodesch Heizung op eng Zäit just iwwer 80°C ëmgedréit ginn. Zousätzlech, d'Ausbeutung vun den Eegeschafte vu Kuelestoffmaterialien fir opzehëtzen wann se op RF elektromagnetesche Felder ausgesat sinn, kann d'Benotzung vu konventionelle Heizungen fir selektiv Reparatur vun Komponenten ersetzen. Dës Approche adresséiert d'"irreversibel" Natur vum Middegkeetsschued a ka kompositéiert Middegkeet-induzéierte Schued bal onbestëmmt ëmgedréint oder verzögeren, d'Liewensdauer vu strukturelle Materialien verlängeren an Ënnerhalt- an Operatiounskäschte reduzéieren.
Kuelestoff / SILICON KARBIDE FABER KANN 3500 ° C ULTRA-HÉIERT TEMPERATUR WEDSTAND
D'NASA "Interstellar Probe" Konzeptstudie, gefouert vum Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, wäert déi éischt Missioun sinn fir de Weltraum iwwer eise Sonnesystem z'entdecken, a erfuerdert méi séier Geschwindegkeet wéi all aner Raumschëff. Wäit. Fir ganz laang Distanzen mat héijer Geschwindegkeet z'erreechen, mussen interstellar Sonden eventuell en "Obers-Manöver" ausféieren, deen d'Sond no bei der Sonn schwéngt an d'Sonneschwéierkraaft benotze fir d'Sond an déiwe Raum ze katapultéieren.
Fir dëst Zil z'erreechen, muss e liicht, ultra-héich Temperaturmaterial fir d'Sonneschëld vum Detektor entwéckelt ginn. Am Juli 2021 hunn den amerikanesche High-Temperature Material Entwéckler Advanced Ceramic Fiber Co., Ltd. an den Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory zesummegeschafft fir eng liicht, ultra-héich Temperatur Keramikfaser z'entwéckelen déi héich Temperaturen vun 3500 °C widderstoen kann. D'Fuerscher hunn déi baussenzeg Schicht vun all Kuelestofffaserfilament an e Metallkarbid wéi Siliziumkarbid (SiC/C) duerch en direkten Ëmbauprozess ëmgewandelt.
D'Fuerscher hunn d'Proben mat Flammtest a Vakuumheizung getest, an dës Materialien hunn d'Potenzial vu liichte, nidderegen Dampdrockmaterialien gewisen, déi aktuell iewescht Limit vun 2000 ° C fir Kuelestofffasermaterialien erweidert an eng gewësse Temperatur bei 3500 ° C behalen. Mechanesch Kraaft, et gëtt erwaart datt se an Zukunft am Sonneschild vun der Sond benotzt ginn.
Post Zäit: Jul-18-2022