Koltrefjastyrkt resin fylki samsett efni sýna betri sérstaka styrk og stífleika en málmar, en eru viðkvæmt fyrir þreytubilun. Markaðsverðmæti koltrefjastyrktra plastefnisefnasamsetninga gæti orðið 31 milljarður Bandaríkjadala árið 2024, en kostnaður við skipulagsheilsueftirlitskerfi til að greina þreytuskemmdir gæti verið allt að 5,5 milljarðar dala.
Til að takast á við þetta vandamál eru vísindamenn að kanna nanóaukefni og sjálfgræðandi fjölliður til að koma í veg fyrir að sprungur breiðist út í efni. Í desember 2021 lögðu vísindamenn við Rensselaer Polytechnic Institute og Beijing University of Chemical Technology til samsett efni með glerlíku fjölliða fylki sem getur snúið við þreytuskemmdum. Fylki samsettsins er samsett úr hefðbundnum epoxýkvoða og sérstökum epoxýkvoða sem kallast vítrímer. Í samanburði við venjulegt epoxýplastefni er lykilmunurinn á glerungunarefninu sá að þegar það er hitað yfir mikilvægu hitastiginu, á sér stað afturkræf þvertengingarviðbrögð og það hefur getu til að gera við sig.
Jafnvel eftir 100.000 skaðalotur er hægt að snúa við þreytu í samsettum efnum með reglubundinni upphitun í rétt yfir 80°C. Að auki getur það að nýta eiginleika kolefnisefna til að hita upp þegar þau verða fyrir RF rafsegulsviðum komið í stað notkunar hefðbundinna hitara til að gera við íhluti með vali. Þessi nálgun tekur á „óafturkræfum“ eðli þreytuskemmda og getur snúið við eða seinkað samsettum þreytuvöldum skaða nánast endalaust, lengt endingartíma burðarefna og dregið úr viðhalds- og rekstrarkostnaði.
KOLSÍN/KÍSÍKARBÍÐTREFJA ÞOLIST 3500°C ÚRHÁTT HITASTIG
Hugmyndarannsókn NASA „Interstellar Probe“, undir forystu Johns Hopkins háskólans í hagnýtri eðlisfræðirannsóknarstofu, verður fyrsta leiðangurinn til að kanna geiminn handan sólkerfisins okkar, sem krefst ferða á hraðari hraða en nokkurt annað geimfar. Langt. Til að geta náð mjög langar vegalengdir á mjög miklum hraða gætu millistjörnurannsóknir þurft að framkvæma „Obers maneuver“ sem myndi sveifla nemanum nálægt sólinni og nota þyngdarafl sólarinnar til að kasta könnuninni út í djúpt geim.
Til að ná þessu markmiði þarf að þróa létt, ofurháhitaefni fyrir sólarhlíf skynjarans. Í júlí 2021 unnu bandaríski háhitaefnisframleiðandinn Advanced Ceramic Fiber Co., Ltd. og Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory í samvinnu um að þróa léttar, ofurháhita keramiktrefjar sem þolir háan hita upp á 3500°C. Rannsakendur breyttu ytra lagi hvers koltrefjaþráðar í málmkarbíð eins og kísilkarbíð (SiC/C) með beinu umbreytingarferli.
Rannsakendur prófuðu sýnin með því að nota logaprófun og lofttæmishitun og þessi efni sýndu möguleika léttra, lágs gufuþrýstingsefna, sem lengja núverandi efri mörk 2000°C fyrir koltrefjaefni og halda ákveðnu hitastigi við 3500°C. Vélrænn styrkur, það er gert ráð fyrir að það verði notað í sólskjöld rannsakandans í framtíðinni.
Pósttími: 18. júlí 2022