Nanotecnologia nos Materiais Aeroespaciais

Pela Vontade Soutter

Assuntos Cobertos

Introdução
Metais de Nanostructured
Polímero Nanocomposites
Revestimentos Tribológicos
Conclusão
Referências e Leitura Adicional

Introdução

Figura 1. A indústria aeroespacial está sob a pressão melhorá-la é pegada ambiental, primeiramente fazendo aviões mais eficientes. Crédito de Imagem: Departamento das Estatísticas do Trabalho.

Há poucas indústrias onde as aplicações da nanotecnologia são tão claramente benéficas como na indústria aeroespacial. Os objetivos fundamentals da revelação combinam quase exactamente com as vantagens oferecidas usando vários nanomaterials no lugar dos metais maiorias tradicionais como o aço.

A indústria aeroespacial é uma da Heavy Industries a mais importante no mundo. As empresas Incontáveis confiam na capacidade para enviar produtos e pessoas em todo o mundo com a velocidade que pode somente pelo conseguido pelo ar. O mercado da fabricação dos aviões valeu xxx bilhões em 20xx, e o volume deste foi esclarecido por gastos militares.

Junto com este valor econômico enorme, contudo, vêm o consumo enorme, e uma das pegadas as maiores do carbono no planeta relativo ao tamanho do mercado. Por este motivo, os motoristas principais no R&D actual do espaço aéreo são para uns materiais de construção mais claros e uns motores mais eficientes - o objetivo total que é reduzir o consumo de combustível e as emissões de carbono associados com a viagem aérea e o frete de ar. O interesse significativo na nanotecnologia para a indústria aeroespacial é justificado pelo potencial dos nanomaterials e de nanoengineering ajudar a indústria a conseguir este objetivo.

Este artigo reverá alguns dos nanomaterials que estão sendo aplicados já na fabricação aeroespacial, e dos benefícios que podem fornecer.

Metais de Nanostructured

Os metais Maiorias com alguma estrutura do nanoscale são já amplamente utilizados na fabricação dos aviões. É agora conhecido que metais nanostructured - exiba as propriedades consideravelmente melhoradas comparadas a suas contrapartes com o microscale ou a estrutura de grão maior.

Isto é particularmente visível para as propriedades que são cruciais para os materiais usados nos aviões - primeiramente força de rendimento, resistência à tracção e resistência de corrosão, acoplada com baixa densidade que as ajudas mantêm o peso total dos aviões para baixo.

A Figura 2. metais nanostructured Volume exibe propriedades muito melhor mecânicas e resistência de corrosão do que suas contrapartes com estruturas de cristal maiores. Crédito de Imagem: Laboratório Nacional de Los Alamos.

Polímero Nanocomposites

Os Vários nanomaterials foram usados como materiais de enchimento para aumentar as propriedades dos polímeros estruturais e não-estruturais usados na construção de aviões. Os nanomaterials os mais de uso geral incluem nanoclays, nanotubes do carbono, nanofibres, e graphene.

Os nanotubes do Carbono foram mostrados em particular para dar vantagens excelentes quando usados como enchimentos nos vários polímeros, devido a suas rigidez excepcional, dureza, e propriedades elétricas originais.

Nanocomposites tem tipicamente relações magníficas da peso-à-força, e a superação aumentada à vibração e ao incêndio, fazendo lhes o ideal para o uso na indústria da aviação. As propriedades dos nanofillers, como a condutibilidade dos nanotubes, por exemplo, podem criar oportunidades interessantes para materiais multifuncionais.

As propriedades dos polímeros aumentadas por enchimentos do nanomaterial bem-são ajustadas assim às exigências de fabricantes de aviões, de que que estão sendo usadas realmente para substituir alguns dos metais usados nas fuselagens. Isto traz obviamente avante economias enormes do peso, e frequentemente poupanças de despesas também.

Revestimentos Tribológicos e Anticorrosivos

Uma Outra tendência principal nos materiais usados nos aviões é para os nanocoatings para aumentar a durabilidade dos metais. Em particular, as ligas do magnésio, que são distante mais claras do que o aço ou o alumínio, são corrosão inclinada, devido à reactividade química alta do magnésio. Os Revestimentos podem ajudar a impedir a corrosão, mas o tipo usado tipicamente contem os complexos do cromo que são um poluente altamente tóxico.

Os Materiais usados para estes nanocoatings anticorrosivos novos incluem óxidos do silicone e do boro, e nanocrystals cobalto-fosforosos.

Nanocoatings está sendo usado igualmente agora nas lâminas de turbina e em outros componentes mecânicos que têm que suportar altas temperaturas e desgaste da fricção. Os revestimentos Tribológicos podem dràstica abaixar o coeficiente da fricção e melhorar a resistência ao desgaste - este melhora extremamente a eficiência dos motores.

Muitos nanostructured e os materiais de revestimento do nanoscale foram sugeridos como agentes de alteração da fricção possível, tais como carbonetos, nitretos, metais, e a vária cerâmica.

Figura 3. O sector da defesa conduz muita inovação em muitas indústrias, e o espaço aéreo não é nenhuma exceção. O avião militar De Capacidade Elevada exige os materiais excepcionais, que encontrarão eventualmente sua maneira em veículos comerciais. Crédito de Imagem: Penn State.

Conclusão

Esta é apenas uma breve vista geral de alguns dos nanomaterials que estão sendo usados no espaço aéreo. A movimentação para o isqueiro e uns veículos de ar mais eficientes conduziu à adopção rápida da nanotecnologia na fabricação aeroespacial.

O corte de estrada principal, como com muitas indústrias olhar para adotar a nanotecnologia, é causada pela incerteza sobre da segurança ambientais e as implicações da saúde e destes materiais. Enquanto os nanomaterials podem frequentemente ser menos tóxicos do que os materiais actuais usados, os efeitos da exposição a longo prazo a estes materiais novos são ainda incertos.

O potencial da nanotecnologia na indústria aeroespacial não pode ser negado, contudo. A Parte Externa de materiais da fuselagem e do componente, aplicações da nanotecnologia foi encontrada nos lubrificantes, no combustível, nos adesivos e nas muitas outras áreas.

A Nanotecnologia igualmente está ajudando coordenadores a criar veículos com as propriedades necessárias para resistir as condições ásperas do espaço.

Referências e Leitura Adicional



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

Last Update: 4. October 2012 13:35

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