कार्बन फाइबर प्रबलित राल मैट्रिक्स कंपोजिट धातुओं की तुलना में बेहतर विशिष्ट ताकत और कठोरता प्रदर्शित करते हैं, लेकिन थकान विफलता का खतरा होता है।कार्बन फाइबर-प्रबलित रेजिन मैट्रिक्स कंपोजिट का बाजार मूल्य 2024 में 31 बिलियन डॉलर तक पहुंच सकता है, लेकिन थकान क्षति का पता लगाने के लिए संरचनात्मक स्वास्थ्य निगरानी प्रणाली की लागत 5.5 बिलियन डॉलर से अधिक हो सकती है।
इस समस्या का समाधान करने के लिए, शोधकर्ता सामग्री में दरारें फैलने से रोकने के लिए नैनो-एडिटिव्स और सेल्फ-हीलिंग पॉलिमर की खोज कर रहे हैं।दिसंबर 2021 में, वाशिंगटन यूनिवर्सिटी के रेंससेलर पॉलिटेक्निक इंस्टीट्यूट और बीजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने ग्लास जैसे पॉलिमर मैट्रिक्स के साथ एक मिश्रित सामग्री का प्रस्ताव रखा जो थकान से होने वाले नुकसान को उलट सकता है।मिश्रित का मैट्रिक्स पारंपरिक एपॉक्सी रेजिन और विट्रिमर्स नामक विशेष एपॉक्सी रेजिन से बना है।साधारण एपॉक्सी रेजिन की तुलना में, विट्रीफाइंग एजेंट के बीच मुख्य अंतर यह है कि जब महत्वपूर्ण तापमान से ऊपर गरम किया जाता है, तो एक प्रतिवर्ती क्रॉस-लिंकिंग प्रतिक्रिया होती है, और इसमें स्वयं की मरम्मत करने की क्षमता होती है।
100,000 क्षति चक्रों के बाद भी, कंपोजिट में थकान को समय-समय पर 80 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म करके उलटा किया जा सकता है।इसके अलावा, आरएफ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के संपर्क में आने पर गर्म होने के लिए कार्बन सामग्री के गुणों का शोषण चुनिंदा मरम्मत घटकों के लिए पारंपरिक हीटर के उपयोग को प्रतिस्थापित कर सकता है।यह दृष्टिकोण थकान क्षति की "अपरिवर्तनीय" प्रकृति को संबोधित करता है और समग्र थकान-प्रेरित क्षति को लगभग अनिश्चित काल तक उलट या विलंबित कर सकता है, संरचनात्मक सामग्रियों के जीवन को बढ़ा सकता है और रखरखाव और परिचालन लागत को कम कर सकता है।
कार्बन/सिलिकॉन कार्बाइड फाइबर 3500 डिग्री सेल्सियस अल्ट्रा-उच्च तापमान का सामना कर सकता है
जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी के नेतृत्व में नासा का "इंटरस्टेलर प्रोब" अवधारणा अध्ययन, हमारे सौर मंडल से परे अंतरिक्ष का पता लगाने वाला पहला मिशन होगा, जिसके लिए किसी भी अन्य अंतरिक्ष यान की तुलना में तेज गति से यात्रा की आवश्यकता होगी।दूर।बहुत तेज़ गति से बहुत लंबी दूरी तक पहुँचने में सक्षम होने के लिए, इंटरस्टेलर जांच को "ओबर्स पैंतरेबाज़ी" करने की आवश्यकता हो सकती है, जो जांच को सूर्य के करीब घुमाएगा और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करके जांच को गहरे अंतरिक्ष में ले जाएगा।
इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, डिटेक्टर के सौर ढाल के लिए एक हल्के, अति-उच्च तापमान सामग्री को विकसित करने की आवश्यकता है।जुलाई 2021 में, अमेरिकी उच्च तापमान सामग्री डेवलपर एडवांस्ड सिरेमिक फाइबर कंपनी लिमिटेड और जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी ने एक हल्का, अति-उच्च तापमान सिरेमिक फाइबर विकसित करने के लिए सहयोग किया जो 3500 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान का सामना कर सकता है।शोधकर्ताओं ने प्रत्यक्ष रूपांतरण प्रक्रिया के माध्यम से प्रत्येक कार्बन फाइबर फिलामेंट की बाहरी परत को सिलिकॉन कार्बाइड (SiC/C) जैसे धातु कार्बाइड में परिवर्तित कर दिया।
शोधकर्ताओं ने लौ परीक्षण और वैक्यूम हीटिंग का उपयोग करके नमूनों का परीक्षण किया, और इन सामग्रियों ने हल्के, कम वाष्प दबाव वाली सामग्रियों की क्षमता दिखाई, जो कार्बन फाइबर सामग्री के लिए 2000 डिग्री सेल्सियस की वर्तमान ऊपरी सीमा का विस्तार करती है, और 3500 डिग्री सेल्सियस पर एक निश्चित तापमान बनाए रखती है।यांत्रिक शक्ति, इसका उपयोग भविष्य में जांच के सौर ढाल में किए जाने की उम्मीद है।
पोस्ट करने का समय: जुलाई-18-2022