مواد و ساخت پیشرفته

اخیرا یک روش جدید برای غلبه بر این مشکل که فلزات مایع نمی­توانند به مواد متخلخل فوق نرم نفوذ کنند، ایجاد شده است. در تحقیقات اخیر نشان داده شده است کامپوزیت الاستومری فوم­دار فلزی مایع دارای قابلیت خود ترمیم­شونده حرارتی می­باشد. همچنین این کامپوزیت فلزی مایع، ساخته شده با ساختار سه بعدی، رسانایی حرارتی همسانگردی بالایی دارد و انعطاف­پذیری و کشش فوق­العاده ای را نشان می­دهد. کامپوزیت‌های الاستومری فوم‌دار مایع-فلز پتانسیل زیادی در کاربردهای اتلاف گرما دارند. با این حال، کامپوزیت­های الاستومری مایع-فلز-فوم موجود بر اساس مواد ترموست هستند که پس از آسیب قابل تعمیر نیستند.

در مطالعه جدید، یک کامپوزیت مایع-فلز فوم­دار (LMF Composite[1]) حرارتی خود ترمیم شونده  با هدایت حرارتی بالا و انعطاف­پذیری بالا پیشنهاد شده است. این ماده با روش تزریق فشار منفی تهیه می­شود که با مزایای خود ترمیم­شونده حرارتی، هدایت حرارتی بالا (8.9W m−1K−1، مواد همسانگرد بدون کرنش) و نرمی بالا (45 کیلو پاسکال ≥ مدول یانگ) مشخص می­شود. در این بررسی، ریزساختار ماده آماده شده مطالعه و خواص مکانیکی آن آزمایش شده است. همچنین ویژگی­های خود ترمیم­شونده حرارتی مواد و قابلیت اتلاف حرارت آن آزمایش شده و از یک تفنگ حرارتی برای اعمال گرما به قسمت­های آسیب دیده کامپوزیت LMF استفاده شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد کامپوزیت LMF پر شده[2] (بعد از اینکه آسیب دید و ترمیم شد) هنوز می تواند تا 360٪ کشیده شود و هدایت حرارتی آن 6.8 Wm−1K−1 است. همچنین نشان داده شد یکی دیگر از کامپوزیت­های LMF التیام­یافته (بعد از ایجاد یک برش روی سطح آن)، می­تواند تا 605٪ کشیده شود و هدایت حرارتی آن 8.9 Wm−1K−1 است. بنابراین نتایج تجربی این بررسی ثابت می­کند که کامپوزیت LMF توسعه یافته دارای پتانسیل بالایی در کاربردهای عملی با بازده اقتصادی بالا است.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0266353822002652