喷气式发动机的组件必须能够抵抗极端的温度变化,同时要尽可能的坚韧和轻质。
莱斯大学领导研究Pulickel Ajayan的Chandra Sekhar Tiwary解释说:“碳化硅是一种能够经受极高的温度并且具有超低密度的材料。”美国国家航空航天局的Janet Hurst也有与之相同的看法。嵌入一个基体中的编织成地毯状的材料也是由碳化硅制成的,其纤维制出了一种耐用材料。
然而,在反复的应力和不断的温度变化下,光滑的纤维开始相互滑动,甚至能够从基体中拉出。随后空气能够通过已产生的间隙中进入,使材料变脆。
由于卷曲的碳化硅钩子很难直接制作,团队通过碳纳米管绕行。
Tiwary解释说:“我们可以很好地在碳化硅纤维上生长碳纳米管,然后将其转化为碳化硅纳米管和纳米线。”为了将碳转化为碳化硅结构,研究人员需要将它们浸入硅粉中在炉中加热至1400℃并保温5小时。
嵌入到聚合物中的带有绒毛的碳化硅与平滑纤维相比,在破裂前可承受更大的变形。
在高达1000℃的高温下,碳化硅钩子会积聚一层氧化硅。虽然这看起来像一个缺陷,但是它却能够阻止氧气进入。
在巴西的Extremo Sul Catarinense大学研究陶瓷和材料的Oscar Rubem Klegues Montedo评论说:“其发展看似是初期的,但却展示了一种有前景的加工方法。”
虽然带有绒毛的纤维价格便宜并且可以快速生产,但蒂瓦里(Tiwary)强调现在知道它们在现实生活中的应用是否可行还为时过早。
Montedo补充说:“需要高温测试来评估这种材料在应用中的性能。
据悉,该团队也在考虑将纤维商业化。