Композитите со матрица од смола засилени со јаглеродни влакна покажуваат подобра специфична цврстина и вкочанетост од металите, но се склони кон дефект на замор. Пазарната вредност на композитите со матрица од смола засилени со јаглеродни влакна би можела да достигне 31 милијарда долари во 2024 година, но цената на структурниот систем за следење на здравјето за откривање на штетата од замор може да биде над 5,5 милијарди долари.
За да го решат овој проблем, истражувачите истражуваат нано-адитиви и полимери кои самолекуваат за да го спречат ширењето на пукнатините во материјалите. Во декември 2021 година, истражувачите од Политехничкиот институт Ренселаер на Универзитетот Вашингтон и Универзитетот за хемиска технологија во Пекинг предложија композитен материјал со полимерна матрица слична на стакло што може да го промени оштетувањето од замор. Матрицата на композитот е составена од конвенционални епоксидни смоли и специјални епоксидни смоли наречени витримери. Во споредба со обичната епоксидна смола, клучната разлика помеѓу средството за витрификување е тоа што кога се загрева над критичната температура, се јавува реверзибилна реакција на вкрстено поврзување и има способност да се поправа сам.
Дури и по 100.000 циклуси на оштетување, заморот во композитите може да се промени со периодично загревање до време нешто над 80°C. Дополнително, искористувањето на својствата на јаглеродните материјали за загревање кога се изложени на RF електромагнетни полиња може да ја замени употребата на конвенционални грејачи за селективно поправка на компонентите. Овој пристап се однесува на „неповратната“ природа на оштетувањето од замор и може да го промени или одложи композитното оштетување предизвикано од замор речиси на неодредено време, продолжувајќи го животниот век на структурните материјали и намалувајќи ги трошоците за одржување и работа.
ЈАГЛЕН/СИЛИКУН КАРБИДЕН ВЛАКНА МОЖЕ ДА ИЗдржи 3500 ° C УЛТРА ВИСОКА ТЕМПЕРАТУРА
Концептната студија „Меѓуѕвездена сонда“ на НАСА, предводена од Лабораторијата за применета физика на Универзитетот Џон Хопкинс, ќе биде првата мисија за истражување на вселената надвор од нашиот Сончев систем, барајќи патување со поголема брзина од кое било друго вселенско летало. Далеку. За да можат да стигнат до многу големи растојанија со многу големи брзини, меѓуѕвездените сонди можеби ќе треба да изведат „маневар на Оберс“, кој би ја занишал сондата блиску до Сонцето и би ја искористил гравитацијата на сонцето за да ја катапултира сондата во длабоката вселена.
За да се постигне оваа цел, треба да се развие лесен материјал со ултра висока температура за сончевиот штит на детекторот. Во јули 2021 година, американскиот развивач на материјали за висока температура, Advanced Ceramic Fiber Co., Ltd. и Лабораторијата за применета физика на Универзитетот Џон Хопкинс, соработуваа за да развијат лесни керамички влакна со ултра висока температура што може да издржи високи температури од 3500 °C. Истражувачите го претворија надворешниот слој на секоја влакно од јаглеродни влакна во метален карбид како што е силициум карбид (SiC/C) преку директен процес на конверзија.
Истражувачите ги тестирале примероците користејќи тестирање на пламен и вакуумско загревање, а овие материјали го покажале потенцијалот на лесни материјали со низок притисок на пареа, продолжување на сегашната горна граница од 2000°C за материјалите од јаглеродни влакна и одржување на одредена температура на 3500°C. Механичка сила, се очекува да се користи во сончевиот штит на сондата во иднина.
Време на објавување: 18 јули 2022 година