Sukurtas naujas pažangiųjų medžiagų pažeidimų aptikimo metodas (0)
Per pastaruosius metus daugelis lėktuvų gamintojų pradėjo naudoti pažangiąsias kompozitines medžiagas, kurias sudaro itin atsparios skaidulos (pavyzdžiui, anglies ar stiklo), įtvirtintos plastiko arba metalo matricoje. Tokios medžiagos yra tvirtesnės ir lengvesnės už aliuminį, tačiau kur kas sunkiau įvertinti jų mechaninę būklę, mat kompozitų paviršiai neparodo galimų pažeidimų šaltinio.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
„Su aliuminiu viskas paprastas: jeigu į jį stuktelime, iškart atsiranda įdubimas, – pasakoja oreivystės ir kosmonautikos profesorius Brajanas Vordlas (Brian Wardle). – Tačiau su kompozitine medžiaga reikalai yra šiek tiek kitokie, nes labai dažnai po smūgio nelieka jokio paviršinio pažeidimo, nors tai nereiškia, kad nebuvo pažeistas medžiagos vidus“.
B. Vordlas kartu su kolegomis sugalvojo naują būdą, leidžiantį aptikti vidinius pažeidimus tam naudojant paprastą rankinį aparatą ir šilumai jautrų fotoprietaisą. Tam, kad mokslininkų sugalvotas metodas būtų veiksmingas, į kompozitines medžiagas taip pat reikia įterpti anglies nanovamzdelius, kurie generuotų šilumą.
B. Vordlas yra įsitikinęs, jog jų metodas, aprašytas kovo 22 dienos žurnalo „Nanotechnology“ numeryje, leistų oro linijų bendrovės savo lėktuvus patikrinti kur kas sparčiau. Šis tyrimas yra tik nedidelė stambaus keliolikos metų trukmės projekto dalis, kurį finansuoja aviacinės kosminės pramonės atstovai. Bendras projekto tikslas – jau sukurtų pažangiųjų medžiagų mechaninių savybių gerinimas. JAV Oro pajėgos bei Jūrų laivynas taip pat išreiškė susidomėjimą atliekamais tyrimais, todėl B. Vordlas bendradarbiauja ir su šiomis institucijomis, kad pritaikytų naujausius pasiekimus karinei technikai. Pasak profesoriaus, kompozitinės medžiagos naudojamos ne tik gaminant lėktuvus, bet ir automobilius ar vėjo turbinų mentes, taip pat statant tiltus.
Dabartinio medžiagų būklės tikrinimo metodo esmė yra ta, kad pažangiųjų kompozitinių medžiagų pažeidimus galima išskirti į pagalbą pasitelkus termografijos technologijas, kurios aptinka nuo pakaitinto paviršiaus sklindančią infraraudonąją spinduliuotę. Kompozituose bet koks įtrūkimas ar medžiagą sudarančių sluoksnių atsiskyrimas iškart išsklaidys tolygų šilumos srautą. Tokį išsklaidymą galima užfiksuoti šilumai jautria (termografine) aparatūra.
Tai veiksmingas, bet tuo pačiu nepatogus būdas, nes tam, kad jis veiktų, prie paviršiaus reikia pastatyti gremėzdiškus kaitintuvus. B. Vordlas pasiūlė kiek kitokį sprendimą – į pažangiąsias kompozitines medžiagas įterpti anglies nanovamzdelius. Kuomet paviršius yra paveikiamas nestipria elektros srove, nanovamzdeliai įkaista, todėl nebereikia jokio išorinio šilumos šaltinio. Tikrintojai pažeidimus gali išskirti termografiniais prietaisiais.
„Tai labai sumanus būdas išnaudoti anglies nanovamzdelių savybes perduoti šiluminę energiją iš vidaus į išorę“, – teigia Perdju universiteto (JAV) mechaninės inžinerijos profesorius Daglasas Adamsas (Douglas Adams). Nors D. Adamsas nedalyvavo tyrimuose, jis pažymi, kad atsakyti reikia dar į du fundamentalius klausimus: kaip praktiškai pagaminti didelius naujosios medžiagos kiekius ir kaip užtikrinti, jog anglies nanovamzdelių įterpimas nepakenks pirminei medžiagos funkcijai – susitvarkyti su didelėmis aprovomis.
Nepaisant šių klausimų, B. Vordlo sukurtos hibridinės anglies nanovamzdelių kompozitinės medžiagos kol kas pasižymi geresnėmis mechaninėmis savybėmis (pavyzdžiui, atsparumu ir kietumu) už jau esamus kompozitus.
