Ածխածնային մանրաթելերով ամրացված խեժի մատրիցային կոմպոզիտներն ավելի լավ հատուկ ուժ և կոշտություն են ցուցաբերում, քան մետաղները, բայց հակված են հոգնածության ձախողման: Ածխածնի մանրաթելերով ամրացված խեժի մատրիցային կոմպոզիտների շուկայական արժեքը կարող է հասնել 31 միլիարդ դոլարի 2024 թվականին, սակայն հոգնածության վնասը հայտնաբերելու համար կառուցվածքային առողջության մոնիտորինգի համակարգի արժեքը կարող է գերազանցել 5,5 միլիարդ դոլարը:
Այս խնդիրը լուծելու համար հետազոտողները ուսումնասիրում են նանո հավելումներ և ինքնաբուժվող պոլիմերներ՝ նյութերում ճաքերի տարածումը դադարեցնելու համար: 2021 թվականի դեկտեմբերին Վաշինգտոնի համալսարանի Ռենսելաեր պոլիտեխնիկական ինստիտուտի և Պեկինի քիմիական տեխնոլոգիաների համալսարանի հետազոտողները առաջարկեցին ապակու նմանվող պոլիմերային մատրիցով կոմպոզիտային նյութ, որը կարող է հակադարձել հոգնածության վնասը: Կոմպոզիտի մատրիցը կազմված է սովորական էպոքսիդային խեժերից և հատուկ էպոքսիդային խեժերից, որոնք կոչվում են վիտրիմերներ: Համեմատած սովորական էպոքսիդային խեժի հետ՝ ապակենման նյութի հիմնական տարբերությունն այն է, որ կրիտիկական ջերմաստիճանից բարձր տաքացնելիս առաջանում է շրջելի խաչաձև կապող ռեակցիա, և այն ունի ինքնուրույն վերանորոգվելու ունակություն:
Նույնիսկ 100,000 վնասի ցիկլից հետո, կոմպոզիտներում հոգնածությունը կարող է վերականգնվել՝ պարբերաբար տաքացնելով մինչև 80°C-ից մի փոքր բարձր ժամանակ: Բացի այդ, ածխածնային նյութերի հատկությունների օգտագործումը տաքանալու համար, երբ ենթարկվում է ՌԴ էլեկտրամագնիսական դաշտերի ազդեցությանը, կարող է փոխարինել բաղադրիչների ընտրովի վերանորոգման համար սովորական ջեռուցիչների օգտագործումը: Այս մոտեցումն անդրադառնում է հոգնածության վնասի «անդառնալի» բնույթին և կարող է հետաձգել կամ հետաձգել կոմպոզիտային հոգնածությունից առաջացած վնասը գրեթե անորոշ ժամանակով, երկարացնելով կառուցվածքային նյութերի կյանքը և նվազեցնելով պահպանման և շահագործման ծախսերը:
Ածխածնի/ՍԻԼԻԿՈՆԱՅԻՆ ԿԱՐԲԻԴ ՕԹԵԼՔԸ ԿԱՐՈՂ Է ԴԻՄԱՆԱԼ 3500°C ԳԼԽԱՏԵՐԲԱՐ ՋԵՐՄԱԹԵԼ
ՆԱՍԱ-ի «Միջաստղային զոնդ» հայեցակարգի ուսումնասիրությունը, որը ղեկավարում է Ջոնս Հոփկինսի համալսարանի կիրառական ֆիզիկայի լաբորատորիան, կլինի առաջին առաքելությունը՝ ուսումնասիրելու տիեզերքը մեր արեգակնային համակարգից այն կողմ, որը կպահանջի ճանապարհորդել ավելի արագ արագությամբ, քան ցանկացած այլ տիեզերանավ: Հեռու. Շատ մեծ արագությամբ շատ մեծ հեռավորությունների հասնելու համար միջաստղային զոնդերը կարող են «Օբերսի մանևր» կատարել, որը կթափի զոնդը Արեգակի մոտ և օգտագործի արևի ձգողականությունը՝ զոնդը խորը տարածություն կատապուլտելու համար:
Այս նպատակին հասնելու համար դետեկտորի արևային վահանի համար անհրաժեշտ է ստեղծել թեթև, գերբարձր ջերմաստիճանի նյութ: 2021 թվականի հուլիսին ամերիկյան բարձր ջերմաստիճանի նյութերի մշակող Advanced Ceramic Fiber Co., Ltd.-ն և Ջոնս Հոփկինսի համալսարանի կիրառական ֆիզիկայի լաբորատորիան համագործակցեցին՝ ստեղծելու թեթև, գերբարձր ջերմաստիճանի կերամիկական մանրաթել, որը կարող է դիմակայել 3500°C բարձր ջերմաստիճաններին: Հետազոտողները ածխածնային մանրաթելից յուրաքանչյուրի արտաքին շերտը վերածել են մետաղական կարբիդի, ինչպիսին է սիլիցիումի կարբիդը (SiC/C) ուղղակի փոխակերպման գործընթացի միջոցով:
Հետազոտողները փորձարկեցին նմուշները՝ օգտագործելով բոցի փորձարկում և վակուումային տաքացում, և այդ նյութերը ցույց տվեցին թեթև, ցածր գոլորշիների ճնշման նյութերի ներուժը, երկարացնելով ածխածնային մանրաթելային նյութերի ներկայիս վերին սահմանը՝ 2000°C և պահպանելով որոշակի ջերմաստիճան 3500°C-ում: Մեխանիկական ամրություն, ակնկալվում է, որ այն ապագայում կօգտագործվի զոնդի արևային վահանում:
Հրապարակման ժամանակը՝ Հուլիս-18-2022