來源：中國国产精品免费福利樹脂網（wǎng） 2022-05-11 11:09:42
德克薩斯 A&M 大學的研究（jiū）人員開（kāi）發了一種使用混合納（nà）米材料的方法，能夠在幾分鍾內製（zhì）造出具有良好機械性能的高性能熱塑性複合材料。
纖維增強熱塑性塑料（liào）因其固有的（de）特性正在高速取代金屬——它們（men）輕便、堅固、可回收和可延展。它們可用於各（gè）種應用，包括製（zhì）造、汽車和航空（kōng）航天工業，因為它們既具有成本效益又具有可持續性。
該項目以車重（chóng）減輕10%，燃油效率（lǜ）提高6%-8%，二氧化碳年排放量（liàng）減少325公斤為前提。提供（gòng）了與金屬零部件製造競（jìng）爭的可相（xiàng）關人員說。此外，該項目解決了航空航天（tiān）領域減少重量和製造成本的需（xū）求，從經濟上證明了製造用（yòng）於成（chéng）像、雷達、監視和交付的小型飛行器的合理性。它（tā）還（hái）加快了商（shāng）用飛機快（kuài）速製造複合材料的認證。
克服悖（bèi）論
高性能熱塑性複合材料通（tōng）常是半結晶的，包含結晶區和無定形區。在聚合物（wù）中，晶體是聚合物鏈按（àn）特定順序排（pái）列的區域，無定形區域是具有隨機結構的區域（yù）。
然而，熱（rè）塑性塑料存在一個悖論：如果通過增加晶體數（shù）量來提高強度，它會變脆，但如果通過增（zēng）加無定形區域來解決脆（cuì）性，則強度會顯著降（jiàng）低。由於快速加熱和冷卻過程沒有足夠的（de）時（shí）間形（xíng）成晶體，因此快（kuài）速製造過程會引發這種悖論，從而難以生產堅固的熱塑性塑料。
研究人員說，實（shí）現（xiàn）具有相互影響的特性（xìng）的結構具有挑戰性。然而，這（zhè）些結構在自（zì）然界中是存在的。例如，象鼻的強度足以舉起數百磅，在戰鬥（dòu）中很僵硬（yìng），但也足夠柔軟、靈（líng）活和細（xì）膩，可以處理小蔬菜。同時，它還提供多種功能（néng），如通訊、飲（yǐn）水和（hé）淋浴（yù）。這些令人難以置信的功能的關鍵是樹幹的複雜微觀結構，我們可以將其視（shì）為我們如何在一個結構中實現自相矛盾的特性的一（yī）個例子。
設計結晶非晶微結構
為了應對這一挑戰（zhàn），研究人員建議在（zài）製造過程中（zhōng）使用混合納米材（cái）料（liào）設計結晶（jīng）非晶微（wēi）結構。這些納米（mǐ）材（cái）料可以通過控製晶體的成核、生長、取向和尺寸分布，將晶（jīng）體調整為所需的結（jié）構。在生產過程中（zhōng）開發微觀結構會（huì）產生一種既堅固（gù）又抗斷裂的熱（rè）塑性複合材料。
他們的（de）新（xīn）方法有可能以更（gèng）快的速度和更低的成本生產纖維增強熱塑性塑料。此外，它可以提供一種可擴展的解決方案（àn），能夠在製造業中與金屬競爭。
該項目通過為汽（qì）車、航空航天和海洋工業配備快（kuài）速製造技術，加速了可能有（yǒu）利於美國經濟和國家安全的製造（zào）平台。
未來，研究人（rén）員（yuán）將尋求提供物理證據，證明他們（men）的製造過程反映了他們的分（fèn）子模擬。為了完成這項任務，他（tā）們正在與空（kōng）軍（jun1）研究實驗室合作，以確定他們的研究結果是否與製造工（gōng）藝兼容。
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