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                  陶瓷气凝胶技术获得新突破

                     日期:2019年2月16日        整理:佛山陶瓷网

                  【 www.porb.tw 】加州大学洛杉矶?#20013;?#30340;研究人员和其他八家研究机构的合作者创造了一种非常轻,非常耐用的陶瓷气凝胶。这种材料可以用于像绝缘航天器这样的应用,因为它能够承受太空任务所承受的强烈的热量和剧烈的温度变化。

                  自20世纪90年代以来,陶瓷气凝胶一直用于工业设备的绝缘,并被用于对nasa火星漫游者任务中的科学设备进行隔离。但是新的版本在暴露于极端高温和反复的温度峰值后更耐久,而且要轻得多。它独特的原子组成和微观结构也使它具有不同寻常的弹性。

                  当它被加热时,材料?#31361;?#25910;缩,而不是像其他陶瓷一样膨胀。它也与压缩的方向垂直收缩-想象把一个网球压在桌子上,让球的中心向内移动而不是向外扩张-这与大多数物质在压缩时的反应相反。因此,与目前最先进的陶瓷气凝胶相比,这种材料的弹性和脆性要小得多:它可以压缩到原来体积的5%并完全恢复,而其他现有的气凝胶只能压缩到20%左右,然后完全恢复。

                  这项研究今天发表在科学由加州大学洛杉矶?#20013;?#21270;学与生物化学教授段向峰、加州大学洛杉矶?#20013;?#26448;料科学与工程教授黄宇和中国哈尔滨工业大学回力领导。该研究的第一位作者是哈尔滨理工大学加州大学洛杉矶?#20013;?ucla)化学博士后向旭、兰州大学张强强、加州大学伯克利?#20013;?uc berkeley)和东南大学(东南大学)的郝梦龙(menglong hao)。

                  研究小组的其他成员来自加州大学伯克利?#20013;!?#26222;渡大学、劳伦斯伯克利国家实验室、中国湖南大学、中国兰州大学和沙特阿拉伯沙特国王大学。

                  尽管气凝胶的体积超过99%是空气,但气凝胶的重量在结构上非常坚固。它们可以由多种材料制成,包括陶瓷、碳或金属氧化物。与其他绝缘体相比,陶瓷基气凝胶在阻挡极端温度方面更有优势,而且它们具有极低的密度,并且具有很高的?#31361;?#21644;耐腐蚀性能-所有这些?#20998;?#37117;能很好地应用于可重复使用的航天器。

                  但目前的陶瓷气凝胶是高度脆性和倾向于断裂后,反复暴?#23545;?#26497;端的热和剧烈的温度波动,这两者都是常见的太空旅行。这种新材料是由薄层氮化硼(一种陶瓷)制成的,原子以六边形的形式连接在一起,就像鸡丝一样。

                  在加州大学洛杉矶?#20013;?ucla)领导的研究中,它经受住了通常会破坏其他气凝胶的条件.当工程师们在?#35813;?#38047;内在零下198摄氏度到900度之间的测试容器中提高和降低温度时,它经受住了数百次突如其来的极端温度的冲击。在另一次测试中,它在1400摄氏度下保存了一周后,失去了不到1%的机械强度。

                  ?#32960;?#38518;瓷材料通常在加热时膨胀,冷却时收缩。随着时间的推移,这些反复的温度变化可能导致这些材料断裂,并最终失效。新的气凝胶被设计成更耐用,做的正好相反-它收缩而不是在加热时膨胀。

                  本文分?#24120;? [ 1 ]   [ 2 ] 

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