近日，美國萊斯大學(xué)與美國國家航空航天局NASA合作開(kāi)發(fā)了一種新型碳化硅“絨毛纖維”，可以嵌入NASA最新火箭發(fā)動(dòng)機使用的陶瓷復合材料上，提升火箭噴嘴和其他部件的強度和耐高溫性。
目前用于NASA火箭發(fā)動(dòng)機的陶瓷復合材料使用碳化硅纖維來(lái)增強，能夠承受住1600攝氏度的高溫，但容易氧化開(kāi)裂?！ ?br />
萊斯大學(xué)將碳化硅納米管和納米線(xiàn)嵌入陶瓷復合材料纖維表面，使纖維表面像鉤子和線(xiàn)圈一樣卷曲，類(lèi)似于魔術(shù)粘。纖維纏繞處具有很強的咬合作用，這不僅可以減少復合材料的開(kāi)裂，也可以防止氧氣改變纖維的化學(xué)結構。該新型納米材料研制過(guò)程首先將碳化硅纖維浸泡在鐵催化劑中，之后用水輔助化學(xué)氣相沉積方法將碳納米管直接插入纖維表面。碳化硅纖維在納米硅粉內高溫加熱，從而將碳納米管變?yōu)樘蓟?ldquo;絨毛”。
研究人員認為這種絨毛狀碳納米管能夠提升NASA火箭噴嘴和其他部件的陶瓷復合材料的強度和耐高溫性。同時(shí)，這種新型材料的使用將進(jìn)一步減輕發(fā)動(dòng)機重量，在使用碳化硅復合材料之前，很多發(fā)動(dòng)機部件由鎳合金制成，并需要一套冷卻系統，通過(guò)采用陶瓷基復合材料，可以去除冷卻系統，減輕發(fā)動(dòng)機重量并提升了發(fā)動(dòng)機的耐高溫性。
摩擦和壓力測試表明，絨毛狀碳化硅納米管相互之間的橫向作用力遠遠大于純碳納米管或非增強纖維之間的作用力。同時(shí)，該材料可以輕易的在納米壓痕儀高壓作用下恢復，說(shuō)明了材料抗壓抗分解能力。
下一步研究團隊計劃將該技術(shù)應用于其他碳納米材料，來(lái)制備更多新型材料。
資料來(lái)源：北方科技信息研究所
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信（粉體技術(shù)網(wǎng)）
|
