新型納米復合材料具備自我監(jiān)測能力 可用于3D打印汽車
魔猴君 行業(yè)資訊 2181天前
據(jù)外媒報道，美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的研究人員發(fā)明了一種卷對卷工藝，用半導體碳化硅納米粒子涂覆導電碳纖維。此類納米材料嵌入復合材料比其他纖維增強復合材料更強大，并具有新的能力——監(jiān)測自身結(jié)構(gòu)是否健康的能力。
碳纖維復合材料由環(huán)氧樹脂等聚合物基質(zhì)組成，其中嵌入了增強碳纖維。由于此兩種材料的機械性能不同，纖維可能在過度的壓力或疲勞下從基質(zhì)脫落，即意味著碳纖維復合材料結(jié)構(gòu)中的損壞部位可能隱藏在其表面之下，通常沒有辦法通過目視檢查檢測到，從而可能導致災難性的故障。
當有足夠的涂覆纖維嵌入聚合物中時，纖維會形成電網(wǎng)絡，并且大部分復合材料會成為導電材料。而半導體納米顆粒能夠響應施加在其上面的壓力，從而破壞電導率，為復合材料添加機電功能。
如果復合材料變形，涂層纖維的連接性就會破壞并且材料中的電阻會發(fā)生變化。如果有風暴湍流導致此類復合材料制成的飛機機翼發(fā)生彎曲，電子訊號就會警告飛機的計算機告知機翼已承受了過大壓力，并且提示需要進行檢查。
ORNL的卷對卷展示在原則上證明，該方法可用于大規(guī)模生產(chǎn)下一代復合材料的涂層纖維。此自我感知復合材料可由可再生聚合物基質(zhì)和低成本的碳纖維材料制成。碳纖維材料無處不在，由3D打印制成的汽車和建筑物中就可以發(fā)現(xiàn)。
為了制造納米粒子嵌入纖維，研究人員將高性能碳纖維線軸裝到輥子上，將纖維浸入環(huán)氧樹脂中，環(huán)氧樹脂載有45至65納米寬的納米粒子，然后將纖維放置烘箱中進行干燥，以固化涂層。
文章來源：（蓋世汽車網(wǎng)） 轉(zhuǎn)載免責聲明： 本網(wǎng)站轉(zhuǎn)載的文章，其版權(quán)均歸原作者所有，如其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)下載使用，請在轉(zhuǎn)載有關文章時務必尊重該文章的著作權(quán)，保留本網(wǎng)注明的“本文來源”，并自負版權(quán)等法律責任
