कार्बन फाइबर प्रबलित राल म्याट्रिक्स कम्पोजिटहरूले धातुहरू भन्दा राम्रो विशिष्ट शक्ति र कठोरता प्रदर्शन गर्दछ, तर थकान विफलताको खतरा हुन्छ।कार्बन फाइबर प्रबलित राल म्याट्रिक्स कम्पोजिटको बजार मूल्य 2024 मा $ 31 बिलियन पुग्न सक्छ, तर थकान क्षति पत्ता लगाउन संरचनात्मक स्वास्थ्य निगरानी प्रणालीको लागत $ 5.5 बिलियन भन्दा माथि हुन सक्छ।
यस समस्यालाई सम्बोधन गर्न, अन्वेषकहरूले सामग्रीहरूमा क्र्याकहरू फैलिनबाट रोक्न न्यानो-एडिटिभहरू र आत्म-उपचार गर्ने पोलिमरहरू खोजिरहेका छन्।डिसेम्बर २०२१ मा, वाशिंगटन विश्वविद्यालयको रेन्सेलेर पोलिटेक्निक इन्स्टिच्युट र बेइजिङ युनिभर्सिटी अफ केमिकल टेक्नोलोजीका अन्वेषकहरूले गिलास जस्तो पोलिमर म्याट्रिक्स भएको कम्पोजिट सामग्री प्रस्ताव गरे जसले थकानको क्षतिलाई उल्टाउन सक्छ।कम्पोजिटको म्याट्रिक्स परम्परागत इपोक्सी रेजिनहरू र विशेष इपोक्सी रेजिनहरू मिलेर बनेको हुन्छ जसलाई भिट्रिमर भनिन्छ।साधारण इपोक्सी रालसँग तुलना गर्दा, भिट्रिफाइङ एजेन्ट बीचको मुख्य भिन्नता यो हो कि जब महत्वपूर्ण तापक्रमभन्दा माथि तताइन्छ, उल्टाउन मिल्ने क्रस-लिङ्किङ प्रतिक्रिया हुन्छ, र यसमा आफैं मर्मत गर्ने क्षमता हुन्छ।
100,000 क्षति चक्र पछि पनि, कम्पोजिटहरूमा थकान 80 डिग्री सेल्सियस भन्दा माथिको समयमा आवधिक तताउने द्वारा उल्टाउन सकिन्छ।थप रूपमा, आरएफ इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक फिल्डहरूमा पर्दा तातो हुन कार्बन सामग्रीको गुणहरूको शोषणले छनौट रूपमा कम्पोनेन्टहरू मर्मत गर्नका लागि परम्परागत हीटरहरूको प्रयोगलाई प्रतिस्थापन गर्न सक्छ।यस दृष्टिकोणले थकान क्षतिको "अपरिवर्तनीय" प्रकृतिलाई सम्बोधन गर्दछ र समग्र थकान-प्रेरित क्षतिलाई लगभग अनिश्चित कालसम्म उल्टाउन वा ढिलाइ गर्न सक्छ, संरचनात्मक सामग्रीको जीवन विस्तार गर्न र मर्मत र सञ्चालन लागतहरू घटाउन सक्छ।
कार्बन / सिलिकन कार्बाइड फाइबरले 3500 डिग्री सेल्सियस अल्ट्रा-उच्च तापक्रम सहन सक्छ
जोन्स हप्किन्स युनिभर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स ल्याबोरेटरीको नेतृत्वमा नासाको "इन्टरस्टेलर प्रोब" अवधारणा अध्ययन, हाम्रो सौर्यमण्डलभन्दा बाहिरको अन्तरिक्ष अन्वेषण गर्ने पहिलो मिशन हुनेछ, जुन अन्य कुनै पनि अन्तरिक्ष यान भन्दा छिटो गतिमा यात्रा गर्न आवश्यक छ।टाढा।धेरै उच्च गतिमा धेरै लामो दूरीमा पुग्न सक्षम हुनको लागि, इन्टरस्टेलर प्रोबहरूले "Obers maneuver" गर्न आवश्यक हुन सक्छ जसले प्रोबलाई सूर्यको नजिक घुमाउँछ र सूर्यको गुरुत्वाकर्षणलाई प्रयोग गरी अनुसन्धानलाई गहिरो अन्तरिक्षमा पुर्याउँछ।
यो लक्ष्य हासिल गर्न, डिटेक्टरको सौर्य ढालको लागि हल्का तौल, अति-उच्च तापक्रम सामग्री विकास गर्न आवश्यक छ।जुलाई २०२१ मा, अमेरिकी उच्च-तापमान सामग्री विकासकर्ता एडभान्स्ड सिरेमिक फाइबर कं, लिमिटेड र जोन्स हप्किन्स युनिभर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स प्रयोगशालाले ३५०० डिग्री सेल्सियसको उच्च तापक्रम सहन सक्ने हल्का तौल, अति-उच्च तापक्रम सिरेमिक फाइबर विकास गर्न सहयोग गर्यो।शोधकर्ताहरूले प्रत्येक कार्बन फाइबर फिलामेन्टको बाहिरी तहलाई प्रत्यक्ष रूपान्तरण प्रक्रिया मार्फत सिलिकन कार्बाइड (SiC/C) जस्ता धातु कार्बाइडमा रूपान्तरण गरे।
अन्वेषकहरूले ज्वाला परीक्षण र भ्याकुम तताउने प्रयोग गरेर नमूनाहरू परीक्षण गरे, र यी सामग्रीहरूले हल्का वजन, कम वाष्प दबाव सामग्रीको सम्भावना देखाए, कार्बन फाइबर सामग्रीको लागि 2000 डिग्री सेल्सियसको वर्तमान माथिल्लो सीमा विस्तार गर्दै, र 3500 डिग्री सेल्सियसमा निश्चित तापमान कायम राख्यो।मेकानिकल बल, यो भविष्यमा प्रोबको सौर्य ढालमा प्रयोग हुने अपेक्षा गरिएको छ।
पोस्ट समय: जुलाई-18-2022