À travers Synthèse des nanofibres de carbone par dépôt chimique en phase vapeur La charge mélangée résultante est recouverte à la surface des microsphères de verre creuses (fournies par Roberto Guzman de Villoria)
Dans le même temps La conductivité élevée et la faible conductivité thermique des matériaux composites légers dans les applications aérospatiales, maritimes et énergétiques dans le domaine de la position irremplaçable sont le rêve du personnel d'ingénierie sur le matériau, Mais dans la production actuelle est difficile. Les chercheurs croient maintenant qu'ils peuvent résoudre les problèmes rencontrés dans la production de matériaux en remplissant le verre composite avec des billes de verre creuses remplies de nanofibres de carbone. L'étude des microsphères de verre creuses recouvertes de nanofibres de carbone se trouve dans Herrera-Ramírez et al., Composites Science & Technology (2017), doi: 10.1016 / j.compscitech.2017.08.020.
Ps:Les microsphères de verre creuses (microsphères creuses en verre) sont des perles de verre spécialement traitées, la caractéristique principale étant la densité des perles de verre plus petite, moins de conductivité thermique. Il a été développé dans les années cinquante et soixante du siècle dernier Un nouveau type de matière légère micronique, dont le principal composant est le borosilicate , La granulométrie générale de 10 ~ 250 μm, épaisseur de paroi de 1 ~ 2μm;Les perles de verre creuses avec une forte résistance à la compression, un point de fusion élevé, une résistivité élevée, une conductivité thermique et un coefficient de retrait thermique est faible, on l'appelle le «matériau de l'ère spatiale» du 21e sièclePerles de verre creuses Réduction significative du poids et de l'effet d'isolation acoustique , Les produits ont une bonne performance anti-fissuration et la performance de retraitement, est largement utilisé dans le plastique renforcé de fibres de verre, marbre artificiel, agate artificielle et d'autres matériaux composites et l'industrie pétrolière, l'aérospatiale, les nouveaux trains à grande vitesse, les navires d'automobile, les revêtements d'isolation thermique et d'autres domaines , Promu efficacement le rôle du développement de la science et de la technologie de la Chine.
Perles de verre creux Avec son poids léger, ses petites caractéristiques de conductivité thermique, Devenir un excellent additif composite polymère Cependant, en raison du faible degré d'interaction entre les microsphères de verre et la matrice polymère, la résistance des composites est réduite, en tenant compte de l'excellente conductivité des nanotubes de carbone et des nanofibres de carbone, les chercheurs l'considèrent comme un polymère Afin d'obtenir une performance équilibrée appropriée, les chercheurs ont tenté d'intégrer les propriétés optimales de ces charges.
Roberto Guzman de Villoria du Centre espagnol de recherche et de développement sur les matériaux composites (FIDAMC) explique: «Nous avons l'intention La faible conductivité thermique des perles de verre creuses est combinée à la conductivité élevée des nanofibres de carbone , Qui est utilisé dans la fabrication d'équipements d'isolation thermique dans l'industrie aérospatiale.
Les équipes de recherche de matériaux FIDAMC et IMDEA n'ajoutent pas seulement les deux charges au polymère, mais ont développé un nouveau mélange de charges. Les chercheurs ont choisi un micro creux Les microsphères sont dimensionnées dans la plage de 20 à 100 μm et sont constituées de verre de sodium-calcium-borosilicate dont la surface est recouverte de nanofibres de carbone (les nanofibres de carbone sont Utilisation de dépôt chimique en phase vapeur Obtenu), puis les microsphères creuses traitées ont été incorporées dans la matrice polymère (résine acrylate d'uréthane).
Guzman de Villoria souligne que «grâce à la culture directe de nanofibres de carbone à la surface des microsphères de verre creuses, nous évitons le fonctionnement complexe de la dispersion des nanofibres dans la matrice, de sorte que les microsphères creuses cultivées peuvent être directement utilisées comme charges standard Utilisez. '
Les chercheurs pensent que le matériau composite développé est facile à traiter, léger, faible conductivité thermique, d'excellentes caractéristiques de conductivité, pour le matériau composite à matrice polymère, est un «polymère caractéristique» unique.
Guzman de Villoria a déclaré: «Dans le domaine des exigences de fabrication pour une faible conductivité thermique et une haute conductivité, ce matériau présente d'excellentes perspectives d'application, comme les appareils thermoélectriques qui ne peuvent compter sur des matériaux coûteux actuellement.» D'autres applications peuvent également Y compris les matériaux à interférence électromagnétique couramment utilisés dans les équipements électroniques et les matériaux isolants.
Il a ajouté: «Si nous pouvions développer des matériaux composites avec une conductivité plus élevée et une conductivité thermique plus faible, alors, dans le cas de la protection contre les rayons de l'avion, du revêtement électrostatique, du blindage électromagnétique, de l'isolation, etc., ce matériau Sera fortement recherché.
Les chercheurs croient que leur travail peut jeter les bases du développement d'une nouvelle génération de matières premières hybrides, afin de promouvoir le développement de matériaux composites avec de nouvelles fonctionnalités.