عرضه موادی برای صنایع هوافضا با قابلیت مقاومت بالا در برابر حرارت

 به گزارش گروه علمی «خبرگزاری دانشجو» برای حفاظت سازه‏ها در درجه حرارت‌های بسیار بالا از عایق‌های کامپوزیتی استفاده می‏شود. این عایق‌ها در شرایط شوک‌های حرارتی ناشی از گرمایش ناگهانی و لحظه‏ای عملکرد مطلوبی از خود نشان می‏دهند. به چنین عایق‌هایی کامپوزیت‌های فداشونده می‏گویند.

 

بیشتر کاربردهای نانوسیلیکا در صنعت پلیمر به‌ویژه کامپوزیت‌ها است. از نانو سیلیکا بیشتر برای بهبود خواص مکانیکی پلیمرها و در برخی موارد به‌ عنوان تأخیردهنده شعله استفاده می‌شود. با وجود این، در تحقیقات اخیرپژوهشگران واحد علوم و تحقیقات تلاش شد تا از این نانو ذرات جهت بهبود خواص فداشوندگی کامپوزیت‌ها و درک این مکانیزم در نانوکامپوزیت‌های ساخته شده استفاده شود.

 

این نانوکامپوزیت که از خواص حرارتی و مکانیکی مطلوبی برخودار است، می‌تواند به عنوان عایق‌های فداشونده مورد استفاده قرار گیرد. نتایج این طرح مورد توجه نیروگاه‌های حرارتی ، علوم و فناوری هوایی و صنایع شیمیایی خواهد بود.

 

ساخت نانوکامپوزیت حاوی نانوذرات سیلیکا ضمن کاهش هزینه‌های تولید سازه‌های کامپوزیتی، عملکرد مکانیکی، حرارتی و فداشوندگی این سازه‌ها را به میزان چشمگیری افزایش می‌دهد. با استفاده از نتایج این طرح، نیاز به ساخت عایق‌هایی با کارایی بالا جهت حفاظت از سازه‌های درگیر در محیط‌های با دمای بالا، مثل فضاپیماهای برگشت‌پذیر به جو، رفع خواهد شد.

افزایش 13 درصدی خواص مکانیکی مثل استحکام خمشی سه نقطه‌ای نانوکامپوزیت‌های ساخته شده تنها با وجود 3 درصد وزنی نانوسیلیکا نسبت به کامپوزیت بدون نانو سیلیکا، از نتایج به دست آمده در این پژوهش است.

 

همچنین نتایج آزمون گرما وزن‌سنجی نشان داده است که مقاومت حرارتی نانوکامپوزیت‌های ساخته شده با 5 درصد وزنی نانوسیلیکا نسبت به کامپوزیت بدون نانو سیلیکا حدود 110 درجه سانتیگراد بهتر شده است. به عبارتی تخریب حرارتی آن 110 درجه دیرتر شروع می‌شود به همین دلیل، نانوسیلیکا می‌تواند به‌عنوان تأخیر دهنده‌ شعله در کامپوزیت‌های کربنی استفاده شود.

 

این محققان هم اکنون در حال بررسی اثر سایر نانوساختارها نظیر نانولوله‌های کربنی بر عملکرد و کارآیی سازه‌های کامپوزیتی مورد نیاز در صنعت هوافضای کشور هستند.