飞机制造材料的断裂韧性提高了1点5倍

创投 2020-10-19 21:22:51

从NUST MISIS科学家们已经发现了一种通过1.5倍增加碳化硅,为生产耐火材料部件的有希望的结构材料,的断裂韧性。由于在结构中形成增强纳米纤维而获得了这样的结果。将来,该技术将 扩大碳化硅作为结构和耐火材料的应用范围,包括用于飞机制造。关于这一发展的文章已发表在“陶瓷国际与材料”杂志上。

截至2019年,全球碳化硅市场估计为25.8亿美元,并预计每年以16%的速度增长。碳化硅在自然界中很少见;因此,这种有前途的材料是人工合成的。

碳化硅在各种行业中越来越多地用作半导体,建筑材料,磨料和耐火材料。例如,将其用于制造内燃机的涡轮叶片和零件将大大提高发动机的工作温度并显着提高其特性:功率,牵引功率,效率,环境友好性等。便宜的长石和石英砂可以成功地替换用于汽车工程的含钴,镍和铬稀少的合金零件。

碳化硅陶瓷的关键问题是压缩性能良好,但对结构缺陷非常敏感,因此通常具有较低的拉伸强度和弯曲强度以及较低的抗裂性。

来自NUST MISIS的科学家们已经找到了一种方法,该方法通过使用自蔓延高温合成技术在其中形成增强纳米纤维,从而提高碳化硅陶瓷的烧结能力并提高其抗弯强度和断裂韧性。合成已在几个阶段进行。首先,将硅,碳以及钽和PTFE的粉末在行星式磨机中混合,然后将所得混合物在反应器中燃烧。在燃烧过程中形成了纳米纤维。在最后阶段,将产品在真空炉中烧结。

“由于钽和聚四氟乙烯的联合添加,我们得以合成具有碳化硅纳米纤维增强的碳化硅基体的材料。这些纳米纤维激活了陶瓷的烧结,并提高了烧结材料的强度特性,因为它们可以发挥作用。

纳米纤维将所需的烧结温度和持续时间从1800-2000°C的数小时降低到1450°C的60分钟。

此外,科学家计划继续努力提高材料的断裂韧性和强度。良好的机械性能和生产过程的成本效益相结合,将扩大碳化硅作为结构和耐火材料的应用范围。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时候联系我们修改或删除,多谢