物理科技生物学-PHYICA

野性王国中出研究人员为超高速飞机开发薄隔热板

纳米技术 2022-02-03 23:58:11

佛罗里达州立大学比尔·韦洛克 梁志勇教授和他的研究团队成员郝亚友拿着碳纤维增强聚合物复合材料的碎片,这些复合材料带有一个由碳纳米管制成的隔热罩,该隔热罩被加热到1900摄氏度

学分:佛罗里达州立大学 航空航天界越来越依赖碳纤维增强聚合物复合材料来制造卫星、火箭和喷气式飞机的结构

但是这些材料的寿命受到它们如何处理热量的限制

佛罗里达州立大学高性能材料研究所的FAMU-FSU工程学院的一组研究人员正在开发一种能够更好地保护那些速度极快的机器的隔热罩设计

他们的工作将发表在11月版的《碳》杂志上

“现在,我们的飞行系统正变得越来越高速,甚至进入高超音速系统,其速度是音速的五倍,”HPMI大学的主任理查德·梁教授说

“当你有那么高的速度时,表面上会有更多的热量

因此,我们需要一个更好的热保护系统

" 研究小组使用碳纳米管来建造隔热板,碳纳米管是由碳原子连接而成的六边形圆柱体

这些纳米管薄片也被称为“布基纸”,一种具有不可思议的导热和导电能力的材料,一直是HPMI大学的研究重点

通过将布基纸浸泡在由一种叫做苯酚的化合物制成的树脂中,研究人员能够制造出一种轻质、柔韧的材料,这种材料也足够耐用,可以保护火箭或喷气式飞机在飞行时免受高温的影响

HPMI大学的研究人员郝亚友(音译)说,与它们所保护的基地相比,现有的隔热板往往非常厚

这种设计让工程师建造一个非常薄的防护罩,就像一种保护飞机并帮助支撑其结构的外壳

在建造了不同厚度的隔热板后,研究人员对它们进行了测试

一项测试包括对样品施加火焰,观察它们如何阻止热量到达它们要保护的碳纤维层

之后,研究人员对样本进行弯曲,看看它们能保持多强

他们发现,在分散热量和防止热量到达基层方面,用布基纸覆盖的样品比对照样品好

与没有纳米管保护层的对照样品相比,它们还保持了强度和柔韧性

这种灵活性是一种有益的品质

与陶瓷(一种典型的隔热材料)相比,纳米管在高温下不易开裂

它们也很轻,这对于那些想减轻飞机上任何不利于飞行的东西的重量的工程师来说很有帮助

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