سرامیک خود تعمیر شونده برای موتور هواپیما

پژوهشگران ژاپنی ادعا می کنند که ماده ی سرامیکی را توسعه داده اند که خود ترک ها را در مدت تنها یک دقیقه تعمیر می کند و می تواند به طور چشم گیری روش های ساخت برای صنعت حمل و نقل را تغییر دهد. این تیم، از موسسه ملی علم مواد (NIMS) و دانشگاه ملی یوکوهامای ژاپن، بیان داشتند که این ماده می تواند در موتور هواپیماها برای حفظ عملیات آن ها حتی در مواقعی که آن ها در اثر برخورد با اشیای پرنده دچار آسیب می شوند، مورد استفاده قرار گیرد.

Toshio Osada، پژوهشگر ارشد در NIMS، گفت: "زمانی که موتور هواپیما در حین پرواز دچار ترک می شود، این ماده سرامیکی هواپیما را قادر خواهد ساخت تا خود پیش از فرود، بدون توقف، موتور را تعمیر کند." Wataru Nakao، استاد مهندسی در این دانشگاه، اشاره داشت که این ماده "می تواند برای تنوع وسیعی از محصولات مورد استفاده قرار گیرد"، و این تیم در حال برنامه ریزی مطالعاتی برای تجاری سازی آن هستند.

موتورهای ساخته شده از سرامیک به عنوان روشی ممکن برای بهبود راندمان سوخت دیده شده اند چرا که آن سبک تر و در برابر حرارت مقاوم تر از نیکل و تیتانیم است، اما برای استفاده در موتور هواپیما بیش از حد شکننده در نظر گرفته شده اند. برای حل این مشکل، این پژوهشگران کاربید سیلیسیم را به ماده سرامیکی ساخته شده از اکسید آلومینیم اضافه کردند. زمانی که این سرامیک در دماهای بالا ترک خورد، کاربید سیلیسیم در معرض هوا قرار گرفت و تبدیل به دی اکسید سیلیسیم شد که ترک را پر و این آسیب را تعمیر کرد.

این فرایند خود تعمیری در ابتدا برای تکمیل شدن نیازمند حدود 1000 ساعت بود، اما پژوهشگران NIMS اکنون این زمان را با افزودن مقدار بسیارکوچکی از اکسید منگنز، که به گفته ی آن ها این پدیده را تشویق می کند، به یک دقیقه تحت دمای ℃ 1000 کاهش داده اند. این دانشمندان گفتند که در حال کار روی بهبود این فرایند هستند طوری که این ماده بتواند آسیب را در دماهای پایین تری تعمیر کند، که این امر استفاده از این ماده در ارابه های واگن (بوژی) قطارهای تندروی شینکانسن را امکان پذیر می سازد.