宇宙航空材料のナノテクノロジー

意志 Soutter によって

カバーされるトピック

導入
Nanostructured の金属
ポリマー Nanocomposites
Tribological コーティング
結論
参照および深い読み

導入

図 1。 航空宇宙産業は航空機をより効率的にさせることによってそれを改善する必要に迫られています行います環境の足跡、本質的に。 画像著作権: 労働統計局

ナノテクノロジーのアプリケーションが航空宇宙産業でようにそうはっきり有利の少数の企業があります。 一次開発の目的は鋼鉄のような従来のバルク金属の代わりにさまざまな nanomaterials の使用によって提供される利点とほとんど丁度一致します。

航空宇宙産業は世界の最も重要な重工業の 1 つです。 無数の会社は空気によって達成されるによってだけできる速度の製品および世界中の人々を出荷する機能に頼ります。 航空機の製造業の市場は 20xx の xxx 十億の価値があり、これの大部分は軍事費によってを説明されました。

しかしこの巨大な経済的価値と共に巨大な消費および 1 つは惑星の最も大きいカーボン足跡の市場のサイズに関連して来ます。 従って、現在の大気および宇宙空間 R & D の主要なドライバーはより軽い建築材およびより効率的なエンジン - 空の旅および航空貨物と関連付けられる燃料消費料量および炭素放出量を減らすことである全面的な目的の方にあります。 航空宇宙産業のためのナノテクノロジーの重要な興味は nanomaterials および nanoengineering の潜在性によってこの目的を達成するために企業を助ける正当化されます。

この記事は宇宙航空製造業で既に加えられている、および提供してもいい利点見直します nanomaterials のいくつかを。

Nanostructured の金属

nanoscale の構造が付いているバルク金属は既に航空機の製造業で広く利用されています。 それは今有名こと nanostructured 金属です - マイクロスケールかより大きい粒状組織と同等と比較されるかなり改良された特性を表わして下さい。

これは航空機で使用される材料 - ヘルプが航空機の総重量を固定する低密度とつながれる本質的に降伏強さ、引張強さおよび耐食性のために重大の特性のために特に顕著です。

図は 2. の大きさ nanostructured 金属より大きい結晶構造が付いている同等より機械特性および耐食性を大いによく表わします。 画像著作権: ロスアラモス研究所

ポリマー Nanocomposites

充填材としてさまざまな nanomaterials が航空機構築で使用される構造および非構造ポリマーの特性を高めるのに使用されていました。 最も広く使われた nanomaterials は nanoclays、カーボン nanotubes、 nanofibres および graphene を含んでいます。

カーボン nanotubes は例外的な剛さ、靭性および一義的な電気特性によるさまざまなポリマーで特に注入口として使用されたとき優秀な利点を与えるために示されていました。

Nanocomposites に航空工業で普通それらに使用のための理想をする振動および火へのすばらしい重量に強さの比率および高められた弾性があります。 nanotubes の伝導性のような nanofillers の特性は、例えば、多機能材料のための興味深い機会を作成できます。

nanomaterial の注入口によって高められるポリマーの特性は航空機製造会社、機体で使用される金属の一部を取り替えるのに実際に使用されているそれの条件にそう十分調整されます。 これは明らかに巨大な重量の節約および頻繁に原価節約をまた持って来ます。

Tribological および反腐食のコーティング

航空機で使用される金属の耐久性を高める nanocoatings の方に材料のもう一つの主要な傾向はあります。 特に、鋼鉄かアルミニウムよりずっと軽いマグネシウムの合金はマグネシウムの高い化学反応による腐食に傾向があります。 コーティングは腐食を防ぐのを助けることができますが普通使用されるタイプは非常に有毒な汚染物質であるクロムの複合体を含んでいます。

これらの新しい反腐食の nanocoatings に使用する材料はケイ素およびほう素の酸化物を、およびコバルトリンの nanocrystals を含んでいます。

Nanocoatings はまた高温および摩擦摩耗に抗しなければならない他の機械コンポーネントおよびタービン・ブレードで今使用されています。 Tribological コーティングは徹底的に摩擦係数を下げ、摩耗への抵抗を改善できます - これはエンジンの効率を非常に改善します。

多数は nanostructured、 nanoscale のコーティング材料は炭化物、窒化物、金属およびさまざまな製陶術のような可能な摩擦修正のエージェントとして、提案されました。

図 3。 防衛セクターは多くの企業の多くの革新を運転し、大気および宇宙空間は例外ではないです。 高性能軍用機は商用車に結局方法を見つける例外的な材料を必要とします。 画像著作権: Penn State

結論

これは大気および宇宙空間で使用される nanomaterials の一部のちょうど簡潔な概要です。 ライターおよびより効率的な航空ビヒクルのための駆動機構は宇宙航空製造業のナノテクノロジーの急速な採用の原因となりました。

多くの企業と同じようにナノテクノロジーを採用するために見ることがこれらの材料の環境および保健及び安全性の含意上の不確実性によって引き起こされる、主要な障害物。 nanomaterials が頻繁に使用される現在の材料よりより少なく有毒である場合もある間これらの新しい材料への長期露出の効果はまだ不確かです。

しかし航空宇宙産業のナノテクノロジーの潜在性は否定することができません。 機体およびコンポーネント材料、ナノテクノロジーアプリケーションの外側は潤滑油、燃料、接着剤および他の多くの地域にありました。

ナノテクノロジーはまたエンジニアがスペースの粗い状態に耐えるために必要な特性と手段を作成するのを助けています。

参照および深い読み



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

Last Update: 4. October 2012 13:34

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