耐高温材料技术突破助推高超声速飞行器发展

加利福尼亚大学(USC)科研人员一直在研究耐高温材料,并接近成功。
加利福尼亚大学(USC)科研人员一直在研究耐高温材料,并接近成功。

加利福尼亚大学(USC)科研人员一直在研究耐高温材料,并接近成功。一旦该材料研制成功,可广泛应用于航空航天、机械制造和工程等领域。

大部分材料在加热后都会膨胀,给工程应用带来挑战。类似于桥梁、建筑物等大型结构必须具有允许膨胀的连接处,使结构能够安全地膨胀。像BAE、波音和洛马等公司在研究HTV-2等高超声速飞行器的过程中必须解决热力学问题。当不同材料制成的部件受热时以不同的速率膨胀时,会产生裂纹或发生断裂,在其他大型建筑物中事很常见的。

南加利福尼亚大学设计了一种由不同材料制造3D打印结构的制备工艺。首先,将这些材料以液态“打印”,随后通过紫外光使其固化。该设计团队利用该工艺打印出了一种具有内部点阵结构的物体,该结构由多个杆以特定角度排列而成。当该物体被加热后,其组成材料以不同的膨胀速率发生膨胀,但这些膨胀会使这些杆往里移动,最后结果就是该物体对外表现出缩小,而不是膨胀。

该设计团队希望利用不同材料和不同点阵排列定制膨胀率和缩小率,甚至制造出零膨胀材料,那么届时那些桥梁和建筑物将更加安全,更重要的是该技术可应用于高超声速飞行器结构设计。

作者:国防科技信息网

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