新研發(fā)的碳納米管是制造下一代超音速飛機(jī)隔熱板的關(guān)鍵材料
佛羅里達(dá)州立大學(xué)高性能材料研究所的一組科學(xué)家正在使用先進(jìn)的納米材料來生產(chǎn)輕質(zhì)的隔熱板,該隔熱板可以承受高超音速飛行帶來的熱量。新的實驗防護(hù)罩基于稱為“ buckypaper”的碳納米管薄片,可以制成非常薄且柔韌的表皮,可將其應(yīng)用于超音速飛機(jī)機(jī)身以提供保護(hù)和支撐。
對于在大氣中以高于聲速五倍的速度運行的飛機(jī)和航天器,要避免嚴(yán)重?fù)p壞則必須配備隔熱罩。當(dāng)許多航空航天設(shè)計越來越依賴提供強(qiáng)度和輕便性但易受高溫影響的碳復(fù)合材料時,尤其如此。 自1950年代以來,由酚醛塑料制成的隔熱罩就已經(jīng)存在,這些被稱為燒蝕隔熱罩,通過分層燃燒,帶走多余的熱量來保護(hù)返回的航天器。不幸的是,這些防護(hù)罩笨重,不靈活,并且在一次使用后必須更換。 1970年代,美國航天飛機(jī)使用了陶瓷隔熱板,該隔熱板吸收并重新輻射了熱量,以保護(hù)飛船。這些陶瓷層可以重復(fù)使用,但它們?nèi)匀积嫶螅瑘杂睬乙姿椤?span style="display:none"> -$ VP#% 作為替代方案,佛羅里達(dá)州立研究小組正在研究布基紙,該布基是通過將碳納米管(比人的頭發(fā)細(xì)50000倍的管狀碳分子)壓成薄片制成的。當(dāng)壓縮成多層時,紙的重量比鋼輕10倍,但強(qiáng)度卻高500倍。 制作這種隔熱罩需要將巴克紙浸泡在酚醛樹脂中以形成輕巧的材料。它非常薄,但強(qiáng)度很高,可以幫助支撐飛機(jī)的結(jié)構(gòu)。進(jìn)行火焰測試時,巴基紙樣品在保持最高強(qiáng)度和柔韌性的同時,在高達(dá)1900°C(3450°F)的溫度下可以順利將熱量從屏蔽層下方的基層散發(fā)出去。 關(guān)鍵詞: 碳納米管
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