莱斯大学团队开发出带绒毛的碳化硅纤维

发布时间:2017-04-24 来源: 环球塑化网 专题: 工业用塑料 打印

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   据悉,莱斯大学团队从魔术贴的钩环机制中得到灵感并开发了带有绒毛的碳化硅纤维。每根纤维的表面上有数千个纳米钩,纳米钩将纤维联锁和锚定在周围的基体内,这使得所得到的材料更能抵抗发动机部件的极端温度变化。

  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。

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