Kompozitat e matricës me rrëshirë të përforcuar me fibër karboni shfaqin forcë dhe ngurtësi specifike më të mirë se metalet, por janë të prirur ndaj dështimit të lodhjes. Vlera e tregut e përbërjeve të matricës së rrëshirës të përforcuar me fibër karboni mund të arrijë në 31 miliardë dollarë në vitin 2024, por kostoja e një sistemi strukturor të monitorimit të shëndetit për të zbuluar dëmtimin e lodhjes mund të jetë mbi 5.5 miliardë dollarë.
Për të adresuar këtë problem, studiuesit po eksplorojnë nano-aditivë dhe polimerë vetë-shërues për të ndaluar përhapjen e çarjeve në materiale. Në dhjetor 2021, studiuesit në Institutin Politeknik Rensselaer të Universitetit të Uashingtonit dhe Universitetin e Teknologjisë Kimike të Pekinit propozuan një material të përbërë me një matricë polimer në formë qelqi që mund të kthejë dëmtimin e lodhjes. Matrica e përbërjes përbëhet nga rrëshira epokside konvencionale dhe rrëshira epoksi speciale të quajtura vitrimer. Krahasuar me rrëshirën e zakonshme epoksi, ndryshimi kryesor midis agjentit vitrfikues është se kur nxehet mbi temperaturën kritike, ndodh një reaksion ndërlidhës i kthyeshëm dhe ai ka aftësinë të riparohet vetë.
Edhe pas 100,000 cikleve të dëmtimit, lodhja në përbërje mund të rikthehet me ngrohje periodike në një kohë pak mbi 80°C. Përveç kësaj, shfrytëzimi i vetive të materialeve të karbonit për t'u ngrohur kur ekspozohen ndaj fushave elektromagnetike RF mund të zëvendësojë përdorimin e ngrohësve konvencionalë për riparimin selektiv të komponentëve. Kjo qasje trajton natyrën "e pakthyeshme" të dëmtimit të lodhjes dhe mund të kthejë ose vonojë dëmtimet e shkaktuara nga lodhja e përbërë pothuajse për një kohë të pacaktuar, duke zgjatur jetën e materialeve strukturore dhe duke reduktuar kostot e mirëmbajtjes dhe funksionimit.
FIBRA KARBON / KARBIDE SILIKONI MUND T'I rezistojë 3500 ° C TEMPERATURËS ULTRA TË LARTË
Studimi i konceptit "Intersyjor Probe" i NASA-s, i udhëhequr nga Laboratori i Fizikës së Aplikuar i Universitetit Johns Hopkins, do të jetë misioni i parë për të eksploruar hapësirën përtej sistemit tonë diellor, duke kërkuar udhëtim me shpejtësi më të madhe se çdo anije tjetër kozmike. Larg. Për të qenë në gjendje të arrijnë distanca shumë të gjata me shpejtësi shumë të larta, sondat ndëryjore mund të kenë nevojë të kryejnë një "manovër Obers", e cila do ta lëkundë sontën afër diellit dhe do të përdorë gravitetin e diellit për të katapultuar sontën në hapësirë të thellë.
Për të arritur këtë qëllim, duhet të zhvillohet një material i lehtë me temperaturë ultra të lartë për mburojën diellore të detektorit. Në korrik 2021, zhvilluesi amerikan i materialeve me temperaturë të lartë Advanced Ceramic Fiber Co., Ltd. dhe Laboratori i Fizikës së Aplikuar i Universitetit Johns Hopkins, bashkëpunuan për të zhvilluar një fibër qeramike të lehtë dhe me temperaturë ultra të lartë që mund t'i rezistojë temperaturave të larta deri në 3500°C. Studiuesit konvertuan shtresën e jashtme të secilës filament të fibrave të karbonit në një karabit metalik si karabit i silikonit (SiC/C) përmes një procesi të drejtpërdrejtë konvertimi.
Studiuesit testuan mostrat duke përdorur testimin e flakës dhe ngrohjen me vakum, dhe këto materiale treguan potencialin e materialeve të lehta, me presion të ulët avulli, duke zgjatur kufirin aktual të sipërm prej 2000°C për materialet me fibër karboni dhe duke mbajtur një temperaturë të caktuar në 3500°C. Forca mekanike, pritet të përdoret në mburojën diellore të sondës në të ardhmen.
Koha e postimit: 18 korrik 2022