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萊斯大學團隊開發出帶絨毛的碳化硅纖維

發布時間:2017-04-24 來源: 環球塑化網 專題: 工業用塑料 打印

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   據悉,萊斯大學團隊從魔術貼的鉤環機制中得到靈感并開發了帶有絨毛的碳化硅纖維。每根纖維的表面上有數千個納米鉤,納米鉤將纖維聯鎖和錨定在周圍的基體內,這使得所得到的材料更能抵抗發動機部件的極端溫度變化。

  噴氣式發動機的組件必須能夠抵抗極端的溫度變化,同時要盡可能的堅韌和輕質。

  萊斯大學領導研究Pulickel Ajayan的Chandra Sekhar Tiwary解釋說:“碳化硅是一種能夠經受極高的溫度并且具有超低密度的材料。”美國國家航空航天局的Janet Hurst也有與之相同的看法。嵌入一個基體中的編織成地毯狀的材料也是由碳化硅制成的,其纖維制出了一種耐用材料。

  然而,在反復的應力和不斷的溫度變化下,光滑的纖維開始相互滑動,甚至能夠從基體中拉出。隨后空氣能夠通過已產生的間隙中進入,使材料變脆。

  由于卷曲的碳化硅鉤子很難直接制作,團隊通過碳納米管繞行。

  Tiwary解釋說:“我們可以很好地在碳化硅纖維上生長碳納米管,然后將其轉化為碳化硅納米管和納米線。”為了將碳轉化為碳化硅結構,研究人員需要將它們浸入硅粉中在爐中加熱至1400℃并保溫5小時。

  嵌入到聚合物中的帶有絨毛的碳化硅與平滑纖維相比,在破裂前可承受更大的變形。

  在高達1000℃的高溫下,碳化硅鉤子會積聚一層氧化硅。雖然這看起來像一個缺陷,但是它卻能夠阻止氧氣進入。

  在巴西的Extremo Sul Catarinense大學研究陶瓷和材料的Oscar Rubem Klegues Montedo評論說:“其發展看似是初期的,但卻展示了一種有前景的加工方法。”

  雖然帶有絨毛的纖維價格便宜并且可以快速生產,但蒂瓦里(Tiwary)強調現在知道它們在現實生活中的應用是否可行還為時過早。

  Montedo補充說:“需要高溫測試來評估這種材料在應用中的性能。

  據悉,該團隊也在考慮將纖維商業化。

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