来源： 时间：2022-10-22 15:35:06
科学家们创造了一种轻便耐用的陶瓷气凝胶，可以承受强烈的热量和严酷的温度，并可用于未来的航天器绝缘。
自20世纪90年代以来，陶瓷气凝胶已被用于隔离工业设备，并且已被用于隔离NASA火星探测器任务中的科学设备。
然而，由美国加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 的研究人员开发的新版本在暴露于极端高温和反复的温度峰值后更耐用，而且更轻。
根据发表在《科学》杂志上的研究，其独特的原子组成和微观结构也使其具有异常的弹性。
研究人员说，当加热时，材料会收缩，而不是像其他陶瓷一样膨胀。
它也垂直于压缩的方向收缩-想象一下将一个网球压在桌子上，使球的中心向内移动而不是向外扩展-这与大多数材料在压缩时的反应相反。
结果，该材料比当前最先进的陶瓷气凝胶更具柔韧性和脆性。
可以将其压缩到其原始体积的5% 并完全回收，而其他现有的气凝胶可以压缩到仅约20% 然后完全回收。
尽管事实上超过99% 的体积是空气，但气凝胶是坚固的，并且在结构上非常坚固。它们可以由多种类型的材料制成，包括陶瓷，碳或金属氧化物。
与其他绝缘子相比，陶瓷基气凝胶在阻挡极端温度方面表现出色，并且具有超低的密度，并且具有很高的耐火和腐蚀能力-所有这些品质都非常适合可重复使用的航天器。
但是，当前的陶瓷气凝胶非常脆，并且在反复暴露于极端高温和剧烈的温度波动后往往会破裂，这两者在太空旅行中很常见。
这种新材料由陶瓷氮化硼薄层制成，原子以六角形图案连接，就像鸡丝一样。
在研究中，该材料经受住了通常会使其他气凝胶断裂的条件。
当工程师在短短几秒钟内将测试容器中的温度升高和降低到零下198摄氏度至900度之间时，它承受了数百次突然和极端的温度峰值。
另请阅读:在另一项测试中，它在1,400摄氏度下储存一周后，其机械强度损失不到1%。
“我们新型陶瓷气凝胶耐用性的关键在于其独特的架构。它与生俱来的灵活性有助于它承受极端高温和温度冲击的冲击，这会导致其他陶瓷气凝胶失效，“加州大学洛杉矶分校教授段祥峰领导了这项研究。
普通陶瓷材料通常在加热时膨胀，在冷却时收缩。随着时间的推移，那些反复的温度变化会导致这些材料断裂并最终失效。
新的气凝胶被设计成更耐用，正好相反-它在加热时收缩而不是膨胀。
段说，研究人员为制造新型气凝胶而开发的工艺也可以适用于制造其他超轻质材料。
相关推荐
猜你喜欢
