Nanotecnologia in Materiali Aerospaziali

Dalla Volontà Soutter

Argomenti Coperti

Introduzione
Metalli di Nanostructured
Polimero Nanocomposites
Rivestimenti Tribologici
Conclusione
Riferimenti ed Ulteriore Lettura

Introduzione

Figura 1. L'industria aerospaziale deve sotto pressione migliorarla è orma ambientale, soprattutto rendendo gli aerei più efficienti. Credito di Immagine: Ufficio delle Statistiche Di lavoro.

Ci sono poche industrie dove le applicazioni di nanotecnologia sono così chiaro utili come nell'industria aerospaziale. Gli scopi primari dello sviluppo abbinano quasi esattamente con i vantaggi offerti usando i vari nanomaterials nel posto dei metalli in serie tradizionali come l'acciaio.

L'industria aerospaziale è una delle industrie pesanti più importanti nel mondo. Le società Innumerevoli contano sulla capacità di spedire i prodotti ed il persone in tutto il mondo con velocità che può soltanto tramite raggiunto da aria. Il servizio di fabbricazione degli aerei ha valso xxx miliardo in 20xx e la massa di questa è stata rappresentata dalle spese militari.

Con questo valore economico enorme, tuttavia, viene il consumo enorme ed una di più grandi orme del carbonio sul pianeta riguardante la dimensione del servizio. Per questo motivo, i driver principali nella R & S corrente di spazio aereo sono verso i materiali da costruzione più leggeri ed i motori più efficienti - lo scopo globale che è di diminuire il consumo e le emissioni di carbonio di combustibile connessi con il viaggio æreo e l'aereo da trasporto. L'interesse significativo in nanotecnologia per l'industria aerospaziale è giustificato dal potenziale dei nanomaterials e di nanoengineering aiutare l'industria per raggiungere questo scopo.

Questo articolo esaminerà alcuni dei nanomaterials che già stanno applicando nella fabbricazione aerospaziale e dei vantaggi che possono fornire.

Metalli di Nanostructured

I metalli In Serie con una certa struttura del nanoscale sono già ampiamente usati nella fabbricazione degli aerei. Ora è ben noto che metalli nanostructured - presenti i beni considerevolmente migliori rispetto alle loro controparti alla microscala o alla più grande struttura del grano.

Ciò è particolarmente notevole per i beni che sono cruciali per i materiali utilizzati in aerei - soprattutto carico di snervamento, resistenza alla trazione e resistenza della corrosione, accoppiati con densità bassa che le guide tengono il peso totale degli aerei giù.

La Figura 2. metalli nanostructured Massa esibisce i beni molto meglio meccanici e la resistenza della corrosione che le loro controparti con i più grandi sistemi cristallini. Credito di Immagine: Laboratorio Nazionale di Los Alamos.

Polimero Nanocomposites

I Vari nanomaterials sono stati usati come materiali di riporto per migliorare i beni dei polimeri strutturali e non strutturali utilizzati nella costruzione di aerei. I nanomaterials più comunemente usati comprendono i nanoclays, i nanotubes del carbonio, i nanofibres e il graphene.

I nanotubes del Carbonio in particolare sono stati indicati per dare i vantaggi eccellenti una volta usati come riporti in vari polimeri, dovuto la loro rigidezza eccezionale, resistenza e beni elettrici unici.

Nanocomposites ha tipicamente i rapporti superbi di peso--concentrazione ed elasticità migliorato alla vibrazione ed all'incendio, rendenti loro l'ideale per uso nell'industria di aviazione. I beni dei nanofillers, come la conducibilità dei nanotubes, per esempio, possono creare le opportunità interessanti per i materiali multifunzionali.

I beni dei polimeri migliorati dai riporti del nanomaterial così ben-sono sintonizzati ai requisiti dei costruttori di ærei, quello che realmente stanno usandi per sostituire alcuni dei metalli utilizzati nelle cellule. Ciò porta ovviamente avanti il risparmio enorme del peso e spesso le riduzioni dei costi pure.

Rivestimenti Tribologici ed Anticorrosivi

Un'Altra tendenza relativa principale ai materiali utilizzati in aerei è verso i nanocoatings per migliorare la durevolezza dei metalli. In particolare, le leghe del magnesio, che sono ben più leggere dell'acciaio o dell'alluminio, sono a corrosione incline, dovuto l'alta reattività chimica di magnesio. I Rivestimenti possono contribuire ad impedire la corrosione, ma il tipo usato tipicamente contiene i complessi del cromo che sono un agente inquinante altamente tossico.

I Materiali utilizzati per questi nanocoatings anticorrosivi novelli includono gli ossidi del boro e del silicio e i nanocrystals cobalto-fosforosi.

Nanocoatings egualmente ora sta usando sulle palette della turbina e su altre componenti meccaniche che devono resistere alle temperature elevate ed all'usura di attrito. I rivestimenti Tribologici possono drasticamente abbassare il coefficiente di attrito e migliorare la resistenza all'usura - questo notevolmente migliora il risparmio di temi dei motori.

Molti nanostructured ed i materiali di rivestimento del nanoscale sono stati suggeriti come agenti di modificazione di attrito possibile, quali i carburi, i nitruri, i metalli e la varia ceramica.

Figura 3. Il settore della difesa determina la molta innovazione in molte industrie e lo spazio aereo non fa eccezione. Gli ærei militari Ad Alto Rendimento richiedono i materiali eccezionali, che finalmente riusciranno a penetrare loro i veicoli industriali. Credito di Immagine: Penn State.

Conclusione

Ciò è appena una breve generalità di alcuni dei nanomaterials che sono utilizzati nello spazio aereo. L'unità per l'accendino ed i velivoli più efficienti piombo all'approvazione rapida di nanotecnologia nella fabbricazione aerospaziale.

Il blocco stradale principale, come con molte industrie guardare per adottare la nanotecnologia, è causato da incertezza sopra di sanità e sicurezza ambientali e le implicazioni di questi materiali. Mentre i nanomaterials possono spesso essere meno tossici che i materiali correnti utilizzati, gli effetti dell'esposizione a lungo termine a questi materiali novelli sono ancora incerti.

Il potenziale di nanotecnologia nell'industria aerospaziale non può essere negato, tuttavia. L'Esterno dei materiali della componente e della cellula, le applicazioni di nanotecnologia è stato trovato in lubrificanti, nel combustibile, in collanti ed in molte altre aree.

La Nanotecnologia egualmente sta aiutando gli ingegneri a creare i veicoli con i beni necessari per resistere agli stati duri di spazio.

Riferimenti ed Ulteriore Lettura



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

Last Update: 4. October 2012 13:34

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