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日本材料研究新動向:自我修復(fù) 耐用性高費用低

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2016-04-20  來源:中新網(wǎng)  瀏覽次數(shù):29
核心提示:  中新網(wǎng)4月20日電 據(jù)日媒報道,日本的大學(xué)和企業(yè)正在研究具備自我修復(fù)功能的新型材料,當(dāng)出現(xiàn)裂痕和瑕疵后,該材料依然能夠保
  中新網(wǎng)4月20日電 據(jù)日媒報道,日本的大學(xué)和企業(yè)正在研究具備自我修復(fù)功能的新型材料,當(dāng)出現(xiàn)裂痕和瑕疵后,該材料依然能夠保持強度。

具體來說,飛機引擎使用的高強度陶瓷、汽車車架使用的碳纖維復(fù)合材料(CFRP)以及電線等材料將具有自我修復(fù)功能。該高性能材料的耐用性得到提高,維護(hù)費用將降低,其用途將進(jìn)一步擴大,有望誕生新的市場。

日媒稱,日本在碳纖維復(fù)合材料領(lǐng)域擁有壓倒性的市場份額,在高性能材料領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢。新材料和金屬具備自我修復(fù)功能后,將促進(jìn)高性能材料在高溫高壓等嚴(yán)苛環(huán)境以及修理困難場所的利用,提升國際競爭力。

日本橫濱國立大學(xué)副教授中尾航團(tuán)隊開發(fā)出了10分鐘自我修復(fù)裂痕的飛機引擎用高強度陶瓷。當(dāng)材料表面出現(xiàn)裂痕后,高溫空氣將進(jìn)入并融化陶瓷纖維中的自我修復(fù)材料碳化硅,裂痕將被彌合硬化,阻止材料斷裂。

據(jù)了解,目前的飛機引擎多為鎳合金材料,如果換成質(zhì)量更輕的陶瓷材料將降低約15%燃耗。陶瓷材料具備引擎所需的耐高溫高壓性能,但存在比金屬更容易出現(xiàn)裂痕的問題。

今后,研究團(tuán)隊將與日本國內(nèi)的飛機零部件廠商共同試制陶瓷發(fā)動機,計劃于2025年左右實施燃燒試驗,力爭推向?qū)嵱没?/p>

日本富山縣立大學(xué)副教授真田和昭的研究團(tuán)隊也與日精技術(shù)(Nissei Technica)共同開發(fā)出了具備自我修復(fù)功能的碳纖維復(fù)合材料。

 

在碳纖維之間混入裝有粘著劑的膠囊,出現(xiàn)裂縫后,膠囊斷開,粘著劑流出完成修復(fù)。10天后將完全凝固,可恢復(fù)到原來的強度。預(yù)計將用于汽車和飛機的構(gòu)造材料、以及人造衛(wèi)星構(gòu)件等方面。

早稻田大學(xué)副教授巖瀨英治等人開發(fā)出了斷線后自我修復(fù)的電路。電線表面涂有含黃金納米粒子的溶液,電線斷開后,黃金粒子被引入斷開部位,填埋縫隙。在實驗中成功修復(fù)了4微米寬的裂縫。

該材料可用于地板之下等不便維修場所的電線,還可在彎折和振動較多的場所發(fā)揮作用,比如貼身使用的醫(yī)療傳感器和便攜式精密儀器。

日本涂料生產(chǎn)商關(guān)西涂料開發(fā)出一種新型保護(hù)劑,讓屋頂和墻體上的鐵板具有自我修復(fù)功能。保護(hù)劑與受損時生成的鐵銹發(fā)生反應(yīng),形成覆膜從而防止腐蝕。

 
關(guān)鍵詞: 汽車車架 復(fù)合材料
 
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