કાર્બન ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ રેઝિન મેટ્રિક્સ કમ્પોઝિટ ધાતુઓ કરતાં વધુ સારી ચોક્કસ તાકાત અને જડતા દર્શાવે છે, પરંતુ થાક નિષ્ફળતા માટે ભરેલું છે.2024 માં કાર્બન ફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ રેઝિન મેટ્રિક્સ કમ્પોઝીટનું બજાર મૂલ્ય $31 બિલિયન સુધી પહોંચી શકે છે, પરંતુ થાકને થતા નુકસાનને શોધવા માટે માળખાકીય આરોગ્ય મોનિટરિંગ સિસ્ટમની કિંમત $5.5 બિલિયનથી ઉપર હોઈ શકે છે.
આ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે, સંશોધકો નેનો-એડિટિવ્સ અને સ્વ-હીલિંગ પોલિમર્સની શોધ કરી રહ્યા છે જેથી સામગ્રીમાં તિરાડોનો પ્રચાર થતો અટકાવી શકાય.ડિસેમ્બર 2021માં, વૉશિંગ્ટન યુનિવર્સિટીની રેન્સેલર પોલિટેકનિક ઇન્સ્ટિટ્યૂટ અને બેઇજિંગ યુનિવર્સિટી ઑફ કેમિકલ ટેક્નૉલૉજીના સંશોધકોએ કાચ જેવા પોલિમર મેટ્રિક્સ સાથેની સંયુક્ત સામગ્રીનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો જે થાકને થતા નુકસાનને ઉલટાવી શકે છે.સંયુક્તનું મેટ્રિક્સ પરંપરાગત ઇપોક્રીસ રેઝિન અને વિટ્રીમર તરીકે ઓળખાતા વિશેષ ઇપોક્રીસ રેઝિનથી બનેલું છે.સામાન્ય ઇપોક્સી રેઝિન સાથે સરખામણીમાં, વિટ્રિફાઇંગ એજન્ટ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ છે કે જ્યારે તેને નિર્ણાયક તાપમાનથી ઉપર ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે એક ઉલટાવી શકાય તેવું ક્રોસ-લિંકિંગ પ્રતિક્રિયા થાય છે, અને તે પોતાની જાતને સુધારવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
100,000 નુકસાનના ચક્ર પછી પણ, સામયિક ગરમી દ્વારા 80 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપરના સમય સુધી સંયોજનોમાં થાકને ઉલટાવી શકાય છે.વધુમાં, જ્યારે RF ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડના સંપર્કમાં આવે ત્યારે ગરમ થવા માટે કાર્બન સામગ્રીના ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરવાથી ઘટકોને પસંદગીયુક્ત રીતે સમારકામ માટે પરંપરાગત હીટરના ઉપયોગને બદલી શકાય છે.આ અભિગમ થાકના નુકસાનની "ઉલટાવી શકાય તેવી" પ્રકૃતિને સંબોધિત કરે છે અને સંયુક્ત થાક-પ્રેરિત નુકસાનને લગભગ અનિશ્ચિત સમય માટે ઉલટાવી શકે છે અથવા વિલંબિત કરી શકે છે, માળખાકીય સામગ્રીના જીવનને લંબાવી શકે છે અને જાળવણી અને સંચાલન ખર્ચમાં ઘટાડો કરી શકે છે.
કાર્બન / સિલિકોન કાર્બાઇડ ફાઇબર 3500 ° સે અલ્ટ્રા-હાઇ તાપમાનનો સામનો કરી શકે છે
જોન્સ હોપકિન્સ યુનિવર્સિટી એપ્લાઇડ ફિઝિક્સ લેબોરેટરીની આગેવાની હેઠળ નાસાનો "ઇન્ટરસ્ટેલર પ્રોબ" કોન્સેપ્ટ અભ્યાસ, આપણા સૌરમંડળની બહાર અવકાશનું અન્વેષણ કરવા માટેનું પ્રથમ મિશન હશે, જેમાં અન્ય અવકાશયાન કરતાં વધુ ઝડપી ગતિએ મુસાફરી કરવાની જરૂર પડશે.દૂર.ખૂબ જ ઊંચી ઝડપે ખૂબ લાંબા અંતર સુધી પહોંચવામાં સક્ષમ થવા માટે, ઇન્ટરસ્ટેલર પ્રોબ્સને "ઓબર્સ દાવપેચ" કરવાની જરૂર પડી શકે છે, જે સૂર્યની નજીક પ્રોબને સ્વિંગ કરશે અને સૂર્યના ગુરુત્વાકર્ષણનો ઉપયોગ કરીને તપાસને ઊંડા અવકાશમાં લઈ જશે.
આ ધ્યેય હાંસલ કરવા માટે, ડિટેક્ટરની સૌર ઢાલ માટે હલકો, અતિ-ઉચ્ચ તાપમાન સામગ્રી વિકસાવવાની જરૂર છે.જુલાઈ 2021 માં, અમેરિકન ઉચ્ચ-તાપમાન સામગ્રીના વિકાસકર્તા એડવાન્સ્ડ સિરામિક ફાઇબર કંપની, લિમિટેડ અને જોન્સ હોપકિન્સ યુનિવર્સિટી એપ્લાઇડ ફિઝિક્સ લેબોરેટરીએ 3500 ડિગ્રી સેલ્સિયસના ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરી શકે તેવા હળવા, અતિ-ઉચ્ચ તાપમાનના સિરામિક ફાઇબરને વિકસાવવા માટે સહયોગ કર્યો.સંશોધકોએ દરેક કાર્બન ફાઇબર ફિલામેન્ટના બાહ્ય સ્તરને સીધી રૂપાંતર પ્રક્રિયા દ્વારા મેટલ કાર્બાઇડ જેમ કે સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC/C) માં રૂપાંતરિત કર્યું.
સંશોધકોએ ફ્લેમ ટેસ્ટિંગ અને વેક્યુમ હીટિંગનો ઉપયોગ કરીને નમૂનાઓનું પરીક્ષણ કર્યું, અને આ સામગ્રીઓ હળવા વજનની, નીચા વરાળના દબાણની સામગ્રીની સંભવિતતા દર્શાવે છે, કાર્બન ફાઇબર સામગ્રી માટે 2000 ° સેની વર્તમાન ઉપલી મર્યાદાને લંબાવે છે અને 3500 ° સે પર ચોક્કસ તાપમાન જાળવી રાખે છે.યાંત્રિક શક્તિ, ભવિષ્યમાં પ્રોબના સોલાર શિલ્ડમાં તેનો ઉપયોગ થવાની અપેક્ષા છે.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-18-2022