Ενσωματωμένη σε μήτρα νανοκρυσταλλική κεραμική αερογέλη για εφαρμογές θερμομόνωσης

φύση (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04784-0″ width=”800″ height=”530″/>

Σχέδιο πολλαπλών ζωνών από κεραμικό ινώδες τζελ χαμηλής κρυσταλλικής. α, Τρόποι παραμόρφωσης, ν και α που αντιστοιχούν σε άμορφους (C) κεραμικούς ινοβλάστες (Α) και υποκρυσταλλικούς (Η) υπό μηχανική και θερμική διέγερση. Η έγχρωμη γραμμή κλίμακας υποδεικνύει τη μεταβλητότητα των κεραμικών από άμορφο σε κρυσταλλικό χρησιμοποιώντας ένα τοπικό δακτυλικό αποτύπωμα που εξαρτάται από την εντροπία για να χαρακτηρίσει την κρυσταλλικότητα κάθε ατόμου στο προσομοιωμένο σύστημα. β, Απεικόνιση ζιγκ-ζαγκ αρχιτεκτονικού σχεδίου βασισμένου σε κρυσταλλωμένα ινώδη κεραμικά. Οι μονάδες των έγχρωμων ράβδων κλίμακας είναι χιλιοστά, που δείχνουν τις απόλυτες τιμές μετατόπισης σε αριθμητική και α. Οι τριγωνικές, τετράγωνες και πενταγωνικές κυψέλες είναι τα δομικά στοιχεία για τη συναρμολόγηση της δομής της ινώδους κεραίας. του αποδίδεται: ιδιοσυγκρασία φύση (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04784-0

Μια ομάδα ερευνητών στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο Harbin στην Κίνα, σε συνεργασία με συνάδελφο στις Ηνωμένες Πολιτείες, ανέπτυξαν έναν νέο τύπο αερογέλης για χρήση σε εφαρμογές εύκαμπτων θερμομονωτικών υλικών. Σε άρθρο τους που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό ιδιοσυγκρασία φύσηΣε αυτό το άρθρο, η ομάδα περιγράφει πώς έφτιαξαν το αεροτζέλ και πόσο καλά λειτουργούσε όταν χρησιμοποιούσαν υπερβολική ζέστη.


Προηγούμενες εργασίες έδειξαν ότι τα αερογέλη κατασκευάζονται με χρήση κεραμικά υλικά Λειτουργούν πολύ καλά ως θερμομονωτές – πολύ χαμηλής πυκνότητας χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Αλλά αυτό το υλικό είναι εύθραυστο, γεγονός που το καθιστά μη διαθέσιμο για χρήση σε εφαρμογές ευέλικτου υλικού, όπως οι στολές πυροσβεστών. Τείνουν επίσης να διασπώνται όταν εκτίθενται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Σε αυτή τη νέα προσπάθεια, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια μέθοδο για την κατασκευή κεραμικών με βάση Αερότζελ Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ευέλικτες εφαρμογές και επίσης δεν αλλοιώνεται όταν εκτίθεται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες.

Για να δημιουργήσουν το πνευματικό τζελ, οι ερευνητές ακολούθησαν μια νέα προσέγγιση – σπρώχνοντας πρόδρομες ουσίες ζιρκονίου και πυριτίου, χρησιμοποιώντας μια πλαστική σύριγγα, σε έναν θάλαμο με τυρβώδη ροή αέρα – μια τεχνική ηλεκτροϊνοποίησης που παρήγαγε ένα κεραμικό υλικό που μοιάζει με μαλλί της γριάς. Στη συνέχεια δίπλωσαν το υλικό που προέκυψε σε ένα σχέδιο ζιγκ-ζαγκ και το θερμάνουν στους 1.100 °C. Η μελέτη του προκύπτοντος υλικού με ένα φασματόμετρο έδειξε ότι η προσέγγισή τους είχε ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό ενός νανοκρυσταλλικού υλικού σε μια άμορφη μήτρα ζιρκονίας – ένα εύκαμπτο πνευματικό πήκτωμα κατασκευασμένο από κεραμικά που δεν ήταν επιρρεπή σε κατάρρευση κάτω από υψηλές θερμοκρασίες.

Οι ερευνητές δοκίμασαν το υλικό χρησιμοποιώντας το για να μονώσουν τον σωλήνα καυσίμου ενός αεροσκάφους και έστησαν μια σόμπα αερίου βουτανίου για πέντε λεπτά. Διαπίστωσαν ότι η χρήση ενός γενικού φράγματος πολυιμιδίου επέτρεψε στις θερμοκρασίες στο σωλήνα να φτάσουν τους 267 βαθμούς Κελσίου, ενώ το συμβατικό αερογέλη διατηρούσε τη θερμοκρασία στους 159 βαθμούς Κελσίου και η νέα γενιά τη διατήρησε μόλις στους 33 βαθμούς Κελσίου. Αρκετά ευέλικτο ώστε να επιτρέπει τη χρήση του σε ελαστικά υφάσματα, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τους ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΤΙΚΑ ΡΟΥΧΑ για τους πυροσβέστες.


Το ενσωματωμένο ξύλο Airgel παρέχει καλύτερη μόνωση από τα υλικά με βάση το πλαστικό


περισσότερες πληροφορίες:
Jingran Guo et al, Crystal ceramic aerogels για θερμομόνωση σε σκληρές συνθήκες, ιδιοσυγκρασία φύση (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04784-0

© 2022 Science X Network

το απόσπασμα: Νανοκρυσταλλικό κεραμικό αερογέλη με ενσωματωμένη μήτρα για χρήση σε εφαρμογές θερμομόνωσης (2022, 1 Ιουλίου) Ανακτήθηκε την 1 Ιουλίου 2022 από τη διεύθυνση https://phys.org/news/2022-07-ceramic-aerogel-nanocrystals-embedded -matrix. html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Οι Ρώσοι κοσμοναύτες ξεκινούν τους πρώτους 11 διαστημικούς περιπάτους μιας νέας μονάδας διαστημικού σταθμού

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *