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Goodfellow確保國防工業的耐用性和長期具有成本效益的材料

來源: 作者: 發布日期:2020-06-15 09:16:17

 這次采訪中,阿芙羅狄蒂博士解釋了Goodfellow在采購可確保國防工業的耐用性和長期成本效益的材料中所扮演的角色。

 
       國防工業的主要挑戰是采購可確保耐用性和長期成本效益的材料。Goodfellow如何面對不斷增長的挑戰來支持國防工業?
Goodfellow提供高標準的材料,這些材料隨附分析證書和技術數據文檔。該文檔將證明材料的純度或機械性能,這意味著我們向客戶保證我們的材料是高質量的。
 
       這個過程是一個持續的過程,對每個客戶都是機密的,尤其是對于國防工業的客戶而言。我們已經為國防部門提供了多年的材料。我們建立的這種可信賴的關系使我們的客戶確信,我們可以為他們的挑戰提供非常佳的解決方案,并且他們可以實現他們的目標。
 
       通常,我們提供給國防部門的材料是高質量的材料,并且我們會根據客戶的規格對其進行表征或生產。
 
       材料的表征對國防部門非常重要。該行業的技術團隊和研究人員進行協作,直到他們對將由Goodfellow提供的材料完全有信心為止。這意味著該過程非常詳細,我們在每個步驟中都向客戶保證,他們將根據其規格和要求提供材料。
 
       您能談談選擇超導磁體用鈮鈦絲的過程嗎?為什么Goodfellow被選為材料供應商?
 
       使用高能加速器技術,您可以導出非常重要的數據。例如,您可以檢查貨物,也可以檢查化學或生化威脅。您正在導出對防御和安全性非常重要的數據。
 
       客戶來找我們,討論了它們在高能加速器中的應用,他們正在使用超導磁體。然后,我們討論了材料,進行此實驗的條件以及有關磁場施加的要求。
 
       客戶愿意來我們這里生產超導磁體的線圈繞組。您可以為這種用法提供兩種材料。例如,您可以使用鈮鈦合金,也可以使用鈮錫合金。這些鈮鈦或鈮錫合金可以制成直徑約20微米的細絲,它們都嵌入銅基體中。
 
       之所以使用銅基體,是因為它首先將是一種堅固的材料,其次,它將使磁場能夠穿過它和電場。因此,我們必須決定哪種材料非常適合我們的客戶。該客戶建議他們將要施加的磁場非常大為9到10特斯拉。這意味著他們知道鈮鈦是非常合適的材料,但是出于什么原因呢?
 
       原因之一是鈮鈦材料可以承受9至10特斯拉的電流。這也是一種具有成本效益的材料。盡管鈮錫可以承受更多的磁場,但是很難加工。這就是為什么以及為什么我們作為技術團隊得出結論,認為鈮鈦合金非常適合我們的客戶。
 
       石墨烯是粘結在一起的單碳原子片,通常用于計算機和電子產品。由于其不可思議的強度和輕巧的結構,這種材料是否可以在國防工業中使用?
 
       石墨烯可用于防御和安全。例如,帝國理工學院的研究人員對如何使背心輕巧甚至在機械性能上優于目前的情況有所了解。他們考慮干擾凱夫拉爾背心的夾層,但挑戰在于移除凱夫拉爾的陶瓷外殼或防彈衣。
 
       在該項目開始時,研究人員開始引入蜘蛛絲,但是它很難生產,而且價格也很昂貴。結果,研究人員轉向了蠶,但是蠶不能提供與蜘蛛絲相同的機械強度。
 
       然后他們添加了石墨烯,不僅增強了蠶的機械強度,而且使材料更輕巧,這意味著例如士兵的防彈衣和背心將更易于攜帶和穿著。
 
       通過生產更輕量的復合材料,將石墨烯用作輕量材料的解決方案,它也可以用于頭盔。例如,這項工作將使士兵的任務更有效率。
 
       關于飛機機體,已經研究了石墨烯并證明其能夠提供空氣動力學特性。這意味著燃油消耗也更少。還已經證明,例如,石墨烯可以用作機翼上的除冰涂料。
 
       此外,石墨烯已被證明可以抵抗閃電。這對航空業非常重要,不僅是軍用航空,還有民用航空,因為已經證明70%的事故是由閃電引起的。
 
       在飛機上以及民航和國防航空中使用石墨烯復合材料時,唯一出現的瓶頸是石墨烯的生產非常昂貴。然而,今天的研究人員表示,他們將克服這一問題,并將為生產石墨烯和石墨烯復合材料開發經濟高效的解決方案。
 
注入防彈背心的石墨烯片能否阻止子彈撞擊人體的力量和速度?
 
        石墨烯在防彈技術中具有巨大潛力。嵌入各種床墊(例如聚合物床墊)中的石墨烯改善了復合材料的性能,尤其是機械性能。
 
        關于石墨烯及其彈道性質已經進行了各種研究。已經證明石墨烯可以提供更好的彈道極限以及更好的動力學耗散和吸收。馬薩諸塞州阿默斯特大學的研究人員用激光加熱的金絲來復制槍粉,他們試圖適合石墨烯層并對此現象進行了研究。
 
        他們發現,石墨烯會耗散動能,并在子彈的尖端形成圓錐形,并且逐漸開始破裂。裂紋是單層石墨烯的弱點,但是您可以通過使用多層石墨烯或將石墨烯嵌入聚合物基體中來克服這些裂紋。
 
        這樣可以防止裂紋擴散并使子彈的影響非常小化。通常,石墨烯的性能比凱夫拉爾(Kevlar)性能高兩個壽命,眾所周知,它用于防彈應用。石墨烯的動力學耗散是通常使用的不銹鋼的三倍。
 
        Goodfellow與國防工業緊密合作。我們可以提供鈣鈦礦用于傳感器應用,凱夫拉爾用于防彈衣,或石墨烯和其他材料。Goodfellow的材料范圍是無限的,從聚合物,陶瓷到金屬,用于納米材料的復合材料以及超穎材料。我想說我們的整個產品范圍都適用于國防工業。

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