麻省理工：碳纳米管薄膜可用于加热固化复合材料 无需固化炉
发布时间：2015-04-28 浏览次数：
复合材料机翼和机身通常需要使用大型工业级固化炉，工作时首先炉体加热，然后是空气，最后才能对材料加热，耗能很高。麻省理工的工程师团队日前研发了一种碳纳米管（CNT）薄膜，通上电源时可以帮助材料固化，不需使用昂贵的固化炉。研发团队将薄膜在飞机部件中常用的碳纤维材料上进行了测试，测试结果显示，运用碳纳米管薄膜固化的材料与固化炉固化的材料拥有相同的强度，而所耗费的能源只有后者的1%。
近年来研发团队主要进行的碳纳米管薄膜实验是将其用在飞机机翼除冰上。他们使用了特殊的技术制造了定向碳纳米管薄膜，然后在实验中通过传统固化炉的方式将薄膜制备进了飞机机翼中。团队发现，当碳纳米管薄膜接触到电流时，发热效率非常高，可以有效防止结冰。
而除冰试验的成功带来了一个新的想法：既然碳纳米管薄膜可以产生热能，为什么不直接用它来生产复合材料呢？在最初的实验中，研究人员选用了两种机身和机翼中常用的航空航天级复合材料进行了测试。通常这种复合材料由16层预浸料制成，需要在工业级高温固化炉中成型。
研究人员制备了一块便利贴大小的薄膜，放置在了一块美国氰特的Cycom 5320–1预浸料上后连接了电极进行通电，之后测量了预浸料固化、交联过程中所需的能量。研究结果发现，碳纳米管薄膜仅需传统固化炉百分之一的电能。两种方法制备的复合材料拥有相似的性能，例如交联密度，这个实验结果促使研究团队进行了更多的测试。因为不同的复合材料成型所需的温度不同，研发团队希望能测试出碳纳米管薄膜是否可以产出所需的温度。
团队测试了薄膜可以产生的温度的极限，发现这种材料最高可以产生1000华氏度的热，而对固化温度要求最高的航空航天复合材料仅需要750华氏度就可以成型。
团队目前已与工业级合作伙伴共同展开研发，希望可以将这项技术按比例扩大到可以生产飞机机身或机翼尺寸的复合材料。如成功，将有效改善大型复合材料部件的制备效率，这项技术也将为没有大型工业级烤箱的小型生产商带来新的机遇。
“我们需要在电极问题上考虑更多，以及如何使电接触在很大区域内都有效。”Wardle表示。目前研究的部分资金由空客、波音、巴西航空、洛克希德·马丁、瑞典萨博、东邦特耐克丝、ANSYS公司、美国空军和美国陆军提供。
来源：玻纤情报网
关键词：
免责申明 网员服务 广告服务 站内导航 联系我们 关于我们 友情链接
版权所有 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 www.fiberglass365.com.cn 苏ICP备09016666号-8