به نقل از «فرارو»

ساخت سخت‌ترین سپر حرارتی هواپیما‌های مافوق صوت در چین

تاریخ انتشار: ۶ بهمن ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۶۰۷۰۳۵

گروهی از پژوهشگران چینی از دانشگاه گوانگژو، سرامیک متخلخل جدیدی با استحکام و خواص عایق حرارتی بالا ساخته‌اند که می‌تواند در هواپیما‌های مافوق صوت استفاده شود.

به گزارش ایسنا، دانشمندان چینی از دانشکده علوم و مهندسی مواد دانشگاه گوانگژو، سرامیک متخلخل جدیدی تولید کرده‌اند که می‌تواند برای مهندسی هوافضا، انرژی و شیمی انقلابی باشد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

به نقل از ساوث چاینا مورنینگ پست (SCMP)، این ماده دارای استحکام مکانیکی بالا و خواص عایق حرارتی متعالی است که آن را برای هواپیما‌های مافوق صوت ایده‌آل می‌کند.

مواد سرامیکی متخلخل به دلیل وزن سبک، بی‌اثر بودن شیمیایی و رسانایی حرارتی کم به طور فزاینده‌ای برای ساخت عایق‌های حرارتی مورد توجه قرار می‌گیرند که آن‌ها را به عایق‌های خوبی تبدیل می‌کند.

دستیابی به مقاومت مکانیکی و عایق حرارتی بالا در سرامیک‌های متخلخل چالش‌برانگیز است، زیرا منافذ بیشتر معمولاً منجر به کاهش مقاومت مکانیکی می‌شود.

مواد متخلخل معمولی می‌توانند در دما‌های بالا استحکام خود را از دست بدهند و منقبض شوند و برای کاربرد‌های هوافضا نامناسب شوند. برای این منظور، تیمی از دانشکده علوم و مهندسی مواد دانشگاه گوانگژو نوع جدیدی از سرامیک را توسعه داده‌اند که بر محدودیت‌های سرامیک‌های سنتی غلبه می‌کند. این سرامیک دارای طراحی ساختاری چند مقیاسی است.

چو سرپرست این مطالعه می‌گوید: سرامیک ما ۹ PHEB نام دارد و ابعاد و استحکام فوق‌العاده خود را تا دمای ۲۰۰۰ درجه سانتی‌گراد حفظ می‌کند که آن را برای استفاده در شرایط پرفشار مناسب می‌کند. سرامیک ۹ PHEB یا «دی‌بورید متخلخل ۹ کاتیونی با آنتروپی بالا» با مخلوط کردن ۹ جزء بر اساس مفهوم آنتروپی بالا ایجاد می‌شود که همه آن‌ها کاتیونی، یعنی یون‌هایی با بار مثبت هستند.

چو در مقاله خود به علاقه روزافزون به طراحی آنتروپی بالا با مواد سرامیکی از زمان شروع آن در سال ۲۰۱۵ به دلیل پتانسیل آن برای توسعه ریزساختار‌های منحصر به فرد و خواص قابل تنظیم اشاره کرد. سرامیک ۹ PHEB حدود ۵۰ درصد تخلخل دارد، با این حال استحکام فشاری آن در دمای اتاق تقریباً ۳۳۷ مگاپاسکال است که آن را به طور قابل توجهی از سرامیک‌های متخلخل گزارش شده قبلی قوی‌تر می‌کند.

این سرامیک در آزمایش‌های عایق و پایداری حرارتی به خوبی عمل کرد و ۹۸.۵ درصد استحکام خود را در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد حفظ کرد.

سرامیک ۹ HPEB برخلاف سرامیک‌های سنتی شکننده، تغییر شکل پلاستیکی را در دمای ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد نشان داد. هنگامی که این ماده در دما‌های بالا تغییر شکل می‌دهد، کشش ۴۹ درصدی را تجربه می‌کند که استحکام آن را به ۶۹۰ مگاپاسکال یعنی بیش از دو برابر استحکام اولیه آن افزایش می‌دهد.

این سرامیک پس از دمادهی در دمای ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد حدود ۲.۴ درصد منقبض شد، اما حجم و ابعاد آن در اثر گرمای زیاد بدون تغییر باقی ماند.

چو توضیح داد که خواص مکانیکی و حرارتی این سرامیک به دلیل طراحی «چند مقیاسی» آن است که شامل منافذ بسیار ریز در مقیاس میکرو، رابط‌های با کیفیت بالا در مقیاس نانو و اعوجاج شدید شبکه در مقیاس اتمی است.

اندازه و توزیع منافذ در ریزساختار‌های سرامیک برای طراحی آن بسیار مهم است. به گفته دانشمندان، ۹۲ درصد از منافذ بسیار ریز هستند و اندازه آن‌ها فقط ۰.۸ تا ۱.۲ میکرومتر است که آن‌ها را از نظر خواص عایق حرارتی بی‌نظیر می‌کند.

این سرامیک دارای اتصالات قوی و بدون نقص در مقیاس نانو است که استحکام مکانیکی را افزایش می‌دهد. اعوجاج شبکه ناشی از طراحی آنتروپی بالا در مقیاس اتمی، سختی را بهبود می‌بخشد و رسانایی حرارتی را کاهش می‌دهد.

مناسب برای شرایط خشن

به گفته پژوهشگران، این ویژگی‌ها استحکام مکانیکی و عایق حرارتی این ماده را افزایش می‌دهد و آن را برای شرایط سخت مناسب می‌کند.

ژوانگ لی، دانشیار دانشکده علوم و مهندسی مواد اظهار داشت که این ماده کاربرد‌های گسترده‌ای در صنایع هوافضا، انرژی و مهندسی شیمی دارد.

این تیم یافته‌های خود را در مجله معتبر Advanced Materials منتشر کرده است.

منبع: فرارو

کلیدواژه: هواپیما هواپیماهای مافوق صوت قیمت طلا و ارز قیمت خودرو قیمت موبایل آنتروپی بالا عایق حرارتی

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت fararu.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «فرارو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۶۰۷۰۳۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

حملات سنگین روسیه به ۴ نیروگاه حرارتی اوکراین

آفتاب‌‌نیوز :

«جرمان گالوشچنکو» وزیر انرژی اوکراین گفت که روسیه روز شنبه به تاسیسات انرژی اوکراین در سه منطقه این کشور حمله کرد.

به گزارش خبرگزاری «رویترز»، گالوشچنکو گفت که حملات روسیه مناطق «دنیپروپتروفسک» در مرکز اوکراین و مناطق غربی «لویو» و «ایوانو فرانکیفسک» را هدف قرار داده است.

بر اساس این گزارش، روسیه به چهار نیروگاه حرارتی اوکراین حمله کرده است.

شرکت اوکراینی «دی تک» با انتشار بیانیه‌ای اعلام کرد: «روسیه بار دیگر به طور گسترده تاسیسات انرژی اوکراین را گلوله باران کرد. تجهیزات این شرکت آسیب جدی دیده است و کارگران انرژی در تلاش هستند تا عواقب حمله را از بین ببرند.»

از ۲۲ مارس به این سو، نیرو‌های روسیه بمباران تاسیسات برق اوکراین را تشدید کرده و تقریبا هر روز به نیروگاه‌های حرارتی، آبی و سایر زیرساخت‌های انرژی حمله می‌کنند.

با وجود آب و هوای معتدل بهاری در هفته‌های اخیر، اوکراین با کسری برق مواجه شده و دولت مجبور شد برق را در چند منطقه قطع کند و به واردات برق روی آورد.

تحلیلگران معتقدند که نیرو‌های روسیه عملیات تهاجمی جاری را حفظ کرده و در برخی مناطق تشدید کرده، احتمالاً از شرایط آب و هوای بهاری و کمبود تجهیزات اوکراین قبل از رسیدن کمک‌های نظامی وعده داده شده غرب بهره‌برداری می‌کنند.

نیرو‌های روسیه همچنین به دنبال تضعیف پدافند هوایی تخریب شده اوکراین در تلاش برای فروپاشی شبکه انرژی و آسیب طولانی مدت به زیرساخت‌ها و ظرفیت صنعتی دفاعی اوکراین هستند.

«دیمیتری پسکوف» سخنگوی کاخ کرملین نیز اعلام کرد که در حال حاضر هیچ مذاکره‌ای بین مسکو و کی‌یف برای پایان «عملیات ویژه نظامی» روسیه در اوکراین وجود ندارد.

منبع: خبرگزاری فارس