導讀:近日,日本研究人員表示,他們已經開發出一種能夠在短時間內自行修復裂紋的陶瓷材料,并可能大幅改變航空行業的制造方法。
這支由日本國家材料科學研究所(NIMS)和橫濱國立大學(Yokohama National University)組成的研究小組表示,這種材料可以用在航空發動機上,這將使得航空發動機在空中受到一定程度的碰撞或破壞時,仍然可以保持運轉。
NIMS高級研究員Toshio Osada表示:“當航空發動機在空中飛行過程中遭遇零部件出現裂縫時,新型陶瓷材料可以在飛機著陸前就進行自行修復,而不用被緊急關停?!?br/>
橫濱國立大學的工程教授Wataru Nakao表示,這種材料“也可以用于各種各樣的產品”,團隊正在研究將這種陶瓷材料商品化。
陶瓷比鎳和鈦合金更輕,更耐熱,是應用在航空發動機熱端部件的理想材料。由陶瓷材料制造的航空發動機能夠顯著的提高燃料效率,但它的缺點就是材料太脆弱。
為了解決這個問題,日本橫濱國立大學將碳化硅添加到由氧化鋁制成的陶瓷材料中。當陶瓷在高溫下破裂時,碳化硅暴露在空氣中變成二氧化硅填充裂紋并修復損壞。
最初,這個自愈過程需要近1000小時才能完成。
NIMS后來通過在1000攝氏度下添加微量的氧化錳,將這個自我修復時間減少到了一分鐘。
當二氧化硅填充裂紋時,它與周圍的氧化鋁反應并暫時變成了液體狀物質,據研究人員介紹,錳氧化物會促進這種現象。
科學家們表示,他們正在進行改進,以便即使在較低的溫度下該材料也能修復損壞,并計劃將其用到日本的新干線的底盤上。