بهبود کیفیت بال هواپیماها با فوم کامپوزیت فلزی ساخت دانشمند ایرانی

ایسنا/ گروهی از محققان دانشگاه "نورث کارولینا" به سرپرستی پروفسور افسانه ربیعی موفق به تولید یک فوم فلزی تزریق شده با رزین موسوم به CMF شده‌اند که می‌تواند کیفیت بال‌های هواپیماها را بهبود بخشد.
دانشمندان دانشگاه ایالتی نورث کارولینا(North Carolina) قبلا با استفاده از فوم‌های کامپوزیت فلزی(CMF) برای متوقف کردن گلوله‌ها و جلوگیری از تابش‌های مضر به موفقیت دست یافته بودند، اما اکنون دریافته‌اند که یک ساختار جدید از آن همچنین می‌تواند به بهبود کیفیت بال آلومینیومی هواپیماها کمک کند.
CMFها به طور معمول از کره‌های توخالی تشکیل شده از یک نوع فلز ساخته می‌شوند که درون یک ماتریس جامد تشکیل شده از همان فلز یا فلزی متفاوت قرار می‌گیرند. یکی از بزرگترین ویژگی‌های آنها این است که اگرچه نسبت به فلزات جامد معمولی سبک‌تر هستند، اما در عین حال قدرت قابل مقایسه و تقریبا برابری دارند.

این ماده توسط تیمی به سرپرستی پروفسور افسانه ربیعی تهیه شده است که نام این ماده جدید را "CMF تزریق شده" گذاشته‌اند.

این ماده یک CMF فولاد-فولاد است، به این معنی که کره‌های توخالی و ماتریس از جنس فولاد ضد زنگ هستند.

رزین اپوکسی آبگریز با استفاده از یک فرآیند خلاء به داخل فولاد کشیده می‌شود، در نتیجه رزین داخل کره‌ها و حدود ۸۸ درصد از منافذ کوچک‌تر درون ماده ماتریس را پر می‌کند.
دانشمندان CMF تزریق شده را در کنار آلومینیومی که در صنعت هوافضا استفاده می‌شود، آزمایش کردند تا ببینند که هر دو ماده هنگام استفاده در بال یک هواپیما چه رفتاری دارند و مشخص شد که CMF در سه حوزه مشخص عملکرد بهتری دارد.
اول از همه این ماده باعث می‌شود که آب به بال نچسبد و سریع از سطح آن رانده شود. از نظر فنی، زاویه تماس آب با این ماده ۱۳۰ درصد بیشتر از آلومینیوم است. هرچه زاویه تماس مواد پایین‌تر باشد، میزان چسبندگی آب به سطح آن نیز بیشتر می‌شود.

دوم اینکه هنگامی که حشرات به هر دو ماده برخورد می‌کردند، بقایای کمتری(حدود ۶۰ درصد) از آنها در CMF جمع می‌شود.

سرانجام اگرچه هر دو ماده در معرض آزمایش‌های سنگین مقاومت بسیار خوبی از خود نشان دادند، اما CMF باز هم عملکرد بهتر و نشان از تخریب کمتری داشت.

پروفسور افسانه ربیعی گفت: نتایج ما نشان می‌دهد که CMF تزریق شده می‌تواند جایگزین ارزشمندی برای آلومینیوم باشد، چرا که عملکرد بهتری را در وزن مشابه ارائه می‌دهد.

وی افزود: نتایج حاکی از آن است که ما می‌توانیم از مواد مختلفی برای پر کردن ماتریس یا کره‌های توخالی در CMF استفاده کنیم تا ترکیبی را ایجاد کنیم که با وزن کمتر، عملکردی مشابه با آلومینیوم داشته باشد.
این تحقیق در مجله Applied Surface Science منتشر شده است.