Velkro’dan Esinlenilmiş Silikon Karbür Elyaflar, Geleceğin Motor Teknolojisine Yön Verebilir. Velcro (kumaş kanca ve halka bağlantı elemanı “cırt cırt” ) gibi birbirine geçebilen karışık silikon karbür (SiC) elyafları, uzay aracı motorları için hafif, sıcaklık dayanıklı parçaların araştırılmasında en yeni gelişmedir.
Jet motor parçaları mümkün olduğu kadar sert ve aşırı sıcaklık değişikliklerine karşı direnmek zorundadırlar.
Rice Üniversitesi’nden Chandra Sekhar Tiwary ve çalışma arkadaşları Pirickel Ajayan, Nasa’dan Janet Hurst , “Silikon karbür çok yüksek sıcaklıklarda kararlı ve ultra düşük yoğunluklu bir malzemedir” açıklamasını yaptı. Halı benzeri bir malzemeye dokunan ve aynı zamanda SiC’den yapılmış bir matriste gömülü olan lifler dayanıklı bir malzeme oluşturmaktadır.
Bununla birlikte, tekrarlanan stres altında ve sabit sıcaklık değişiklikleri altında pürüzsüz lifler birbiri ardına kaymaya başlar ve matristen dışarı çekilebilirler. Ardından, oluşan boşluklardan hava girerek malzeme kırılgan hale gelir.
Bu sorunu çözmek için ekip, Velcro’nun kanca ve halka mekanizmasından ilham aldı ve karmaşık yapılı SiC lifleri geliştirdi. Her bir fiber yüzeyi üzerinde binlerce nano boyutta kanca taşır ve kendisini çevreleyen matrise bağlanırlar. Bu, elde edilen malzemeleri motor parçalarında oluşan aşırı sıcaklık değişikliklerine karşı daha dirençli hale getirir.
Kıvrımlı SiC kancalarının doğrudan doğruya üretilmesi zordur, ekip karbon nanotüpler vasıtasıyla bir geçiş yolunu seçti. Tiwary, “Silisyum karbür elyafların üstünde karbon nanotüpleri güzelce büyütülebilir ve daha sonra onları silisyum karbür nanotüp ve nanotellerine dönüştürebiliriz”. Karbonu silisyum karbür yapılara dönüştürmek için, araştırmacılar, onları beş saat boyunca 1400 ° C’de fırında silisyum tozuna daldırdılar.
Brezilya’daki Universidade do Extremo Sul Catarinense’den seramik ve malzemeleri araştıran Oscar Rubem Klegues Montedo gelişmeyi, “Gelişme hala başlangıçta ancak umut verici bir işleme yöntemine benziyor” diye yorumluyor.
Karışık lifler üretmek her ne kadar ucuz ve çabuk olsa da, Tiwary, gerçek hayatta uygulamalar için uygun olup olmayacaklarını bilmek için henüz erken olduğunu vurguluyor. Montedo, “Yüksek sıcaklık testlerinden önerilen uygulama için bu malzemelerin performansını değerlendirmek istiyoruz” diye belirtiyor.
Ekip ayrıca lifleri ticarileştirmeyi düşünüyor. Tiwary, ‘Araştırmamızla ilgilenen yeni şirketler var’ diyor.
Kaynak : chemistryworld
