Nanotechnologie en Matériaux Aérospatiaux

Par Volonté Soutter

Sujets Couverts

Introduction
Métaux de Nanostructured
Polymère Nanocomposites
Couches Tribologiques
Conclusion
Références et Davantage de Relevé

Introduction

Le Schéma 1. L'industrie aérospatiale est sous pression de l'améliorer est empreinte de pas environnementale, principalement en rendant des aéronefs plus efficaces. Crédit d'Image : Bureau des Statistiques sur le Travail.

Il y a peu d'industries où les applications de la nanotechnologie sont tellement clair avantageuses comme dans l'industrie aérospatiale. Les objectifs primaires de développement s'assortissent presque exact avec les avantages offerts à l'aide des nanomaterials variés au lieu des métaux en vrac traditionnels comme l'acier.

L'industrie aérospatiale est l'une des industries lourdes les plus importantes au monde. Les compagnies Innombrables comptent sur la capacité d'expédier les produits et le personnes à travers le monde avec la vitesse qui peut seulement par réalisé par avion. Le marché de fabrication d'aéronefs a valu xxx milliards dans 20xx, et la partie de ceci a été représentée par la dépense militaire.

Avec cette valeur économique énorme, cependant, vient la consommation énorme, et une des plus grandes empreintes de pas de carbone sur la planète relativement à la taille du marché. Pour Cette Raison, les gestionnaires principaux dans la R&D actuelle d'aéronautique et astronautique sont vers des matériaux de construction plus légers et des engines plus efficaces - l'objectif général étant de réduire la consommation et l'émission de carbone d'essence associées avec des transports aériens et des frets aériens. L'intérêt significatif pour la nanotechnologie pour l'industrie aérospatiale est justifié par le potentiel des nanomaterials et de nanoengineering d'aider l'industrie pour atteindre cet objectif.

Cet article révisera certains des nanomaterials qui déjà sont appliqués à la fabrication aérospatiale, et des avantages qu'ils peuvent fournir.

Métaux de Nanostructured

Les métaux En Vrac avec une certaine structure de nanoscale sont déjà très utilisés à la fabrication d'aéronefs. Il est maintenant réputé que les métaux nanostructured - présentez les propriétés considérablement améliorées comparées à leurs homologues avec la micro-échelle ou la plus grande structure granulaire.

C'est particulièrement apparent pour les propriétés qui sont essentielles pour des matières employées dans des aéronefs - principalement limite conventionnelle d'élasticité, résistance à la traction et résistance de la corrosion, ajoutées au faible densité que les aides réduisent tout le grammage des aéronefs.

Le Schéma 2. métaux nanostructured par Volume montrent les propriétés bien mieux mécaniques et la résistance de la corrosion que leurs homologues avec de plus grandes structures cristallines. Crédit d'Image : Laboratoire National de Los Alamos.

Polymère Nanocomposites

Des nanomaterials Variés ont été employés comme matériaux de remplissage pour augmenter les propriétés des polymères structurels et non-structurels utilisés dans la construction aéronautique. Les nanomaterials les plus utilisés généralement comprennent des nanoclays, des nanotubes de carbone, des nanofibres, et le graphene.

Des nanotubes de Carbone en particulier ont été affichés pour donner d'excellents avantages une fois utilisés comme remplissages dans polymères variés, dus à leur raideur exceptionnelle, dureté, et seules propriétés électriques.

Nanocomposites ont type des taux superbes de grammage-à-force, et la résilience améliorée à la vibration et à l'incendie, leur effectuant l'idéal pour l'usage dans l'industrie d'aviation. Les propriétés des nanofillers, comme la conductivité des nanotubes, par exemple, peuvent produire des opportunités intéressantes pour les matériaux multifonction.

Les propriétés des polymères améliorés par des remplissages de nanomaterial bien-sont ainsi ajustées aux conditions des avionneurs, celui qu'elles sont employées réellement pour remonter certains des métaux utilisés dans les fuselages. Ceci porte évidemment le long l'épargne énorme de grammage, et souvent des économies de coûts aussi bien.

Couches Tribologiques et Anti-corrosives

Une Autre tendance principale dans les matières employées dans des aéronefs est vers des nanocoatings pour augmenter la résistance des métaux. En particulier, les alliages de magnésium, qui sont bien plus légers que l'acier ou l'aluminium, sont à corrosion encline, due à la réactivité chimique élevée du magnésium. Les Couches peuvent aider à éviter la corrosion, mais le type type utilisé contiennent les composés de chrome qui sont un polluant hautement toxique.

Les Matières employées pour ces nanocoatings anti-corrosifs nouveaux comprennent des oxydes de silicium et de bore, et des nanocrystals cobalt-phosphoreux.

Nanocoatings sont maintenant utilisés également sur les lames de turbine et d'autres éléments mécaniques qui doivent supporter des températures élevées et l'usure de friction. Les couches Tribologiques peuvent rigoureusement abaisser le coefficient de friction et améliorer la résistance à l'usure - ceci améliore grand l'efficience des engines.

On nanostructured et des matériaux de couche de nanoscale ont été suggérés en tant qu'agents de modification de friction possible, tels que des carbures, des nitrures, des métaux, et la céramique variée.

Le Schéma 3. Le secteur de la défense pilote la beaucoup de l'innovation dans beaucoup d'industries, et l'aéronautique et astronautique n'est aucune exception. Les avions militaires Performants exigent les matériaux exceptionnels, qui réussiront à pénétrer éventuellement leur les véhicules utilitaires. Crédit d'Image : Penn State.

Conclusion

C'est juste un bref aperçu de certains des nanomaterials étant utilisés dans l'aéronautique et astronautique. Le lecteur pour l'allège et les véhicules aériens plus efficaces a mené à l'adoption rapide de la nanotechnologie à la fabrication aérospatiale.

Le barrage de route principal, comme avec beaucoup d'industries l'examen pour adopter la nanotechnologie, est provoqué par l'incertitude au-dessus des implications environnementales et de santé et sécurité de ces matériaux. Tandis Que les nanomaterials peuvent souvent être moins de toxique que les matières actuelles employées, les effets de l'exposition à long terme à ces matériaux nouveaux sont encore incertains.

Le potentiel de la nanotechnologie dans l'industrie aérospatiale ne peut pas être refusé, cependant. L'Extérieur des matériaux de fuselage et de composant, applications de nanotechnologie ont été trouvés dans les lubrifiants, l'essence, les adhésifs et beaucoup d'autres zones.

La Nanotechnologie aide également des ingénieurs à produire des véhicules avec les propriétés nécessaires pour supporter les conditions brutaux de l'espace.

Références et Davantage de Relevé



Date Added: Oct 4, 2012 | Updated: Oct 4, 2012

Last Update: 4. October 2012 13:34

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit