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美国佛罗里达州立大学开发碳纳米管隔热板

文章来源:航空工业信息网   发布时间:2020-01-06 08:28:54   点击量:0

    来自美国佛罗里达州立大学高性能材料研究所(HPMI)的一组研究人员正在开发一种基于碳纳米管设计的隔热板,这种隔热板可用于卫星、火箭和喷气式飞机等航空航天领域中,其成果发表在2019年11月的《碳》期刊中。

    研究团队使用了碳纳米管片材来构建隔热板。将这种片材(也称为“巴克纸”)浸入酚醛树脂中,制成一种轻质、柔软的材料。这种材料足够耐用,可以保护火箭或喷气机的主体免受飞行时表面产生的高热量的损伤。

    根据HPMI研究人员Ayou Hao的说法,现有的隔热板与其所保护的部件相比通常过厚,利用碳纳米管工程师将建造出非常薄的隔热板,可形成一种可以保护飞机蒙皮并有支撑飞机结构的材料。

    通过制造不同厚度的隔热板后,研究人员对它们进行了相关测试。其中一项测试涉及将样品在火焰下进行加热,查看它如何防止热量到达应保护的碳纤维层。在经过加热后,研究人员再将样品弯曲以观察其剩余强度。

    他们发现带有“巴克纸”的样品在分散热量和防止热量到达被保护材料层方面,比对照样品更好。与没有纳米管保护层的对照样品相比,这种新型隔热板还保持了坚固性和灵活性。根据研究人员的说法,与典型的隔热材料陶瓷相比,纳米管的柔韧性意味着它们在高温下不易破裂。与传统材料相比,它的重量也更轻。

    该项目在2019年美国国家空间和导弹材料研讨会上获得同行评审的第二名,并在2019年材料与工艺工程进步学会大学研究研讨会上获得第三名。该项目得到了美国空军科研办公室的部分资助。