研究技术大学科学家携手,成功研制出基于磷酸盐黏合剂的超坚固碳塑料,其能耐受500℃以上的高温。相关论文发表于最新一期《复合材料A部分:应用科学与制造》杂志。
传统复合材料目前大范围的应用于从飞机到曲棍球棍等多个领域,但其也有“软肋”。此类复合材料主要由有机聚合物黏合剂制成,尽管此类黏合剂具有多项优势,但有两个“致命伤”:易燃且最高工作时候的温度只有300—450℃。因此,难以满足航空或航天等高精尖领域对耐受500℃以上高温不燃材料的需求。
面对这一挑战,团队另辟蹊径,以无机黏合剂为突破口,成功研制出基于磷酸铝、磷酸铝硼和磷酸铝铬黏合剂的碳塑料。而且,他们也利用碳纤维增强了这些黏合剂性能。
物理和机械测试表明,这些碳纤维增强塑料展现出了极高的抗拉伸、抗弯曲强度和弹性。动态力学分析结果为,这些材料具备超乎寻常的耐热性能。其中基于磷酸铝铬的碳纤维增强塑料具有最高的强度和刚度,由其制成的产品能耐受500℃以上的高温。
团队介绍称,有机黏合剂的塑料在使用的过程中会污染自然环境,但最新研制出的复合材料非常环保。这些材料分解后,会变成黏土和磷肥的成分。
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