تولید نانوالیاف الکتروریسی شده برای استفاده در صنعت فضایی

به گزارش گرداب به نقل از پژوهشگاه فضایی ایران، طرح اختراعی «تهیه نانوالیاف هافنیم کاربید (HfC) به روش احیای پیش سازه الکتروریسی شده PVP/Hf» توسط پژوهشگران پژوهشکده سامانه‌های حمل و نقل فضایی پیش از این در سازمان ثبت اسناد و املاک کشور به ثبت رسیده بود و هم اکنون توسط سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران اعتبارسنجی و تأیید شده است.

هافنیم کاربید (HfC) از جمله سرامیک‌های مهندسی دیرگدازی است که در سال‌های اخیر به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی عالی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این ترکیب با نقطه ذوب °C ۳۸۹۰، خاصیت دیرگدازی عالی دارد و حتی نقطه ذوب آن از ترکیبات آلیاژی دوتایی متداول نیز بالاتر است.

مجموعه خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی منحصر به‌فرد این ماده، آن را به عنوان یک کاندیدای مناسب برای کاربرد در صنایع هوافضا و کاربرد‌های سایشی، ابزار برش و توربین‌ها و بوته‌های نگهداری مذاب فلزات مطرح می‌کند.

یکی از مهم‌ترین روش‌های تولید نانو الیاف، روش الکتروریسی است که به دلیل نرخ کشش بسیار زیاد و سرعت بالای کرنش در حین سنتز، موجب می‌شود تا این الیاف از جهت‌گیری مولکولی بسیار بالایی در راستای محور طولی لیف برخوردار شود.

به دلیل تبلور بیشتر و جهت‌گیری مولکولی بالاتر ناشی از تأثیر نیروی الکتریکی در امتداد محور طولی نانو الیاف الکتروریسی شده و احتمال حضور نقص سطحی کمتر در واحد طول نانولیف، این نانو الیاف به طور قابل توجهی از خواص مکانیکی بهتر شامل استحکام کششی، مدول و چقرمگی بالاتری نسبت به میکرو الیاف برخوردار هستند.

در این طرح اختراعی، نانو الیاف HfC با مورفولوژی مناسب و بدون دانه به‌وسیله عملیات حرارتی دو مرحله‌ای روی الیاف خام الکتروریسی شده (PVP-Hf) شامل پایدارسازی در هوا، پیش اکسایش در هوا و سپس احیای کربوترمال در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد در اتمسفر آرگون تهیه و نانو الیاف الکتروریسی شده با انجام آنالیز‌های EDX، FESEM، BET، TG/DSC XRD مشخصه‌یابی شدند.

سطح ویژه نانو الیاف HfC با میانگین قطر nm ۱۵۰، m ۲/g ۱۹۹ است.

به گزارش مهر، در سال‌های اخیر نیاز به مواد جدیدی که علاوه بر قابلیت کارکرد در اتمسفر‌های اکسیدی و خورنده، توانایی تحمل دما‌های بالاتر از دو هزار درجه سانتی‌گراد را به مدت زمان طولانی داشته باشند، در صنایع مختلف به ویژه صنعت هوافضا به شدت احساس می‌شود.