中国科学家成功制备耐2000摄氏度高温的陶瓷材料
2024-06-06 yjl0518 14395
正文翻译

Vật liệu gốm rỗng do nhóm nghiên cứu Trung Quốc thiết kế vẫn giữ được độ bền ở nhiệt độ 2.000 độ C, rất phù hợp để sản xuất tấm chắn bảo vệ trong hàng không vũ trụ.

中国科学家设计的多孔陶瓷材料在2000摄氏度的温度下仍能保持耐用性,非常适合制作航空航天领域的防护罩。

Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển một vật liệu gốm rỗng với độ bền cơ học cao và tính cách nhiệt cần thiết đối với ứng dụng trong hàng không vũ trụ, Interesting Engineering hôm 23/1 đưa tin. Loại gốm này thậm chí có thể đóng vai trò chủ chốt như vật liệu cách nhiệt ở thế hệ máy bay siêu thanh tiếp theo, theo Chu Yanhui, nhà khoa học ở Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc.

据Interesting Engineering1月23日报道,中国科学家研发出一种具有高机械强度和高隔热性能的新型多孔陶瓷材料。华南理工大学科学家褚衍辉表示,这种陶瓷甚至可以在下一代高超音速飞机中发挥关键的隔热作用。

Vật liệu gốm rỗng ngày càng được ưa chuộng do khả năng cách nhiệt tốt, kết hợp với đặc điểm siêu nhẹ, tính trơ hóa học và độ dẫn nhiệt thấp. Nhưng đạt đồng thời cả độ bền cơ học và tính cách nhiệt cao ở gốm rỗng là một thách thức do vật liệu càng có nhiều lỗ rỗng để tăng tính cách nhiệt, độ bền cơ học càng giảm mạnh. Hiện tượng co rút và giảm độ bền cũng xảy ra khi vật liệu rỗng thông thường chịu nhiệt độ cao, có nghĩa chúng không thích hợp cho các ứng dụng hàng không vũ trụ.

多孔陶瓷材料因其良好的隔热性能、超轻特性、化学惰性和低导热系数而越来越受欢迎。但在多孔陶瓷中同时实现高机械强度和高隔热性能是一个挑战,因为材料用于提高隔热性能的孔越多,机械强度下降得越多。当传统的多孔陶瓷材料受到高温时,也会发生收缩和强度损失,这意味着它们不适合应用于航空航天领域

Tuy nhiên, loại gốm mới phát triển bởi nhóm nghiên cứu ở Trường Khoa học vật liệu và Kỹ thuật thuộc Đại học Quảng Châu, có thiết kế cấu trúc đa cỡ giúp vượt qua những hạn chế trên. Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Advanced Materials, Chu cho biết loại gốm tên 9PHEB thể hiện khả năng duy trì độ bền và kích thước xuất sắc dưới nhiệt độ lên tới 2.000 độ C, khiến nó rất phù hợp để sử dụng trong điều kiện cực hạn. Vật liệu dựa trên bao gồm 9 thành phần, tất cả đều là ion tích điện dương. Theo Chu, 9PHEB có độ rỗng 50%, nhưng độ bền nén của nó cực cao, ở mức khoảng 337 triệu pascal (Mpa) ở nhiệt độ phòng, lớn hơn đáng kể so với những loại gốm rỗng trước đây.

然而,华南理工大学材料科学与工程学院研究小组开发的新型陶瓷,其多尺度结构设计有助于克服上述限制。 褚衍辉在《Advanced Materials》杂志上发表的研究中表示,这种名为9PHEB的陶瓷在高达2000摄氏度的温度下具有超高的强度和尺寸稳定性,非常适合在极端条件下使用。该基础材料由9种成分组成,全部都是带正电的离子。据褚衍辉介绍,9PHEB的孔隙率为50%,但其抗压强度极高,在室温下展现出高达约337MPa的超高强度,明显大于以前的多孔陶瓷材料。

Loại gốm mới cũng cho kết quả tốt trong thử nghiệm độ ổn định nhiệt và cách nhiệt, giữ được 98,5% độ bền thậm chí ở 1.500 độ C. Khác với một số loại gốm truyền thống thường bị nứt vỡ ở nhiệt độ cao, 9HPEB cũng thể hiện biến dạng dẻo khi bị nén ở 2.000 độ C. Khi vật liệu biến dạng ở nhiệt độ cao, nó chịu lực căng 49%. Điều đó khiến độ bền của nó tăng lên 690 Mpa, lớn hơn gấp đôi so với trước đó. Đặc biệt, nhiệt độ cao không có bất kỳ tác động lớn nào tới thể tích hoặc kích thước vật liệu, nó chỉ có khoảng 2,4% sau khi bị nung ở 2.000 độ C.

新型陶瓷在热稳定性和绝缘测试中也表现出良好的性能,即使在1500摄氏度下仍能保持98.5%的室温强度,与一些在高温下经常破裂的传统陶瓷不同,9HPEB在2000摄氏度时也表现出塑性变形,当该材料受到高温压缩时,其应变可以达到49%。这使得其强度可以达到690Mpa,是其它材料的两倍多。特别是高温对材料的体积或尺寸没有大的影响,在2000摄氏度的高温下,只有2.4%左右的尺寸收缩率。

Chu giải thích các đặc điểm cơ học và nhiệt trên là kết quả từ thiết kế đa cỡ của gốm. Thiết kế này bao gồm những lỗ li ti ở quy mô nhỏ, bề mặt chất lượng cao ở quy mô nano và biến dạng mạng ở quy mô nguyên tử. Cấu trúc vi mô của các lỗ gốm, cả về mặt kích thước và phân bố, đều đóng vai trò quan trọng đối với thiết kế. Ở cấp nano, gốm có những liên kết chắc chắn không khiếm khuyết giúp tăng cường độ bền cơ học. Ở cấp nguyên tử, biến dạng mạng từ thiết kế giúp cải thiện độ cứng và giảm dẫn nhiệt. Kết hợp với nhau, các đặc điểm này tăng độ bền cơ học và tính cách nhiệt của vật liệu, khiến nó phù hợp để dùng làm lá chắn cho máy bay siêu thanh.

褚衍辉解释说,能达到上述的强度和热稳定特性是陶瓷的多尺度设计的结果。这种设计包括微尺度超细孔、纳米尺度高质量表面以及原子尺度上的晶格畸变。陶瓷孔隙的微观结构,无论是尺寸还是分布,都会对性能产生巨大影响。在纳米量级的水平上,陶瓷具有牢固、无缺陷的键,可增强机械强度。在原子量级的水平上,晶格畸变提高了强度并降低了热导率。这些特性相结合,提高了该材料的机械强度和隔热性能,使其适合用作高超音速飞机的防护罩。

原创翻译:龙腾网 https://www.ltaaa.cn 转载请注明出处


评论翻译
John Wick
âu mỹ nhật chưa có vật liệu gốm rỗng có tính chất tương đương. Nên chắc là các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã đến tương lai để copy xong mang về hiện tại.

欧洲、美国、日本尚无具有同等性能的多孔陶瓷材料。所以肯定是中国的研究人员去未来复制了它,然后把它带回了现在。

joshngo2020
Wick đang nằm mơ rồi : --> "NASA sử dụng tấm chắn nhiệt phủ vật liệu tự bong để ngăn Orion, tàu vũ trụ đưa người lên sao Hỏa, khỏi bốc cháy khi trở lại Trái Đất. Khi tàu vũ trụ tiến vào khí quyển Trái Đất nó sẽ phải chịu nhiệt độ lên tới 2.760 độ C."

别吹了:-->“NASA使用覆盖有自熄材料的隔热罩来防止载人前往火星的猎户座飞船返回地球时燃烧。当飞船进入大气层时,它将不得不忍受高达2760摄氏度的高温。”

John Wick
Ồ, cho tôi hỏi mấy cái vật liệu mà mỹ dùng đó có phải là gốm xốp như của Trung Quốc không?
mỹ có cái chất liệu cùng loại có thông số tương đương gốm rỗng của Trung Quốc chưa? Nếu chưa thì thôi, khỏi bàn.

哦,请问美国使用的材料是不是像中国制造的那样是多孔陶瓷材料?你知道与中国的多孔陶瓷材料参数相当的类似材料吗?如果不知道,那就闭嘴吧。

Le Khac Binh
@joshngo2020: Ko phân biệt nổi tấm chắn xài 1 lần và vật liệu để làm vỏ máy bay siêu thanh hả?

你是无法区分一次性防护罩和用于制造超音速飞机外壳的材料吗?

hồng hà
Nói chung, Trung Quốc đã có một lịch sử lâu đời về chế tác gốm sứ rồi, phương Tây không bằng được. Nhưng để ứng dụng kỹ thuật gốm sứ vào công nghệ hiện đại thì phương Tây đã đi một bước khá xa rồi.

总体而言,中国的陶瓷制造历史悠久,这是西方无法比拟的。但要将陶瓷技术应用到现代技术中,西方已经走了相当大的一步。

lele
@John Wick: Như bạn Wick nói, nếu không chất liệu cùng loại có thông số thì sao Mỹ lên được sao Hỏa hả bạn. Người ta thường bàn đến vũ trụ và vật liệu mới chịu nhiệt độ trên 2.760 độ . Ở đây, loại gốm này bị biến dạng dẻo khi bị nén ở 2.000 độ C, độ bền chỉ ở 1.500 độ C. Cho nên lý thuyết thì gốm này cũng chỉ là 1 trong số ứng cử viên tạm thời

正如威克先生所说,如果不是同样的材料、同样的规格,美国怎么能到达火星呢?人们经常在谈论能在太空承受2760度以上温度的新材料,而中国的这种陶瓷在2000摄氏度时就会发生塑性变形,仅在1500摄氏度下能保持稳定性,因此从理论上讲,这种陶瓷只是暂时的备用材料之一,尚未完善。
原创翻译:龙腾网 https://www.ltaaa.cn 转载请注明出处


John Wick
Hehe, có đầy thứ chịu nhiệt, vấn đề là mỹ đã có cái gốm rỗng này chưa nhờ? Chưa có thì khỏi so sánh làm gì.
Tàu vũ trụ Thần Châu của Trung Quốc cũng hồi quyển và chịu nhiệt mấy ngàn độ C suốt đấy, có thấy họ khoe khoang gì đâu nhờ?

呵呵,耐热的材料那么多,问题是,其他国家已经有这种多孔陶瓷材料了吗?如果没有,那么比较就没有意义。中国的神舟飞船也返航了,一直承受着数千摄氏度的高温,我不明白他们在吹嘘什么?

lele
@John Wick: Trên 2000 độ là 2001, hay là 2100?. Trong khi mức cần thiết 2.760 độ gần đến mức 3000 rồi, mức 2.760 này là mức nhắm chừng còn ít chứ thật ra phải đến 2900 mới là đảm bảo tiêu chuẩn an toàn. ' 9PHEB thể hiện khả năng duy trì độ bền và kích thước xuất sắc dưới nhiệt độ lên tới 2.000 độ C '

“9PHEB材料展示了在高达2000摄氏度的温度下保持出色的强度和尺寸稳定性的能力”,但2000度以上是2001度还是2100度?而2760度已经接近3000度,但即使是2760度也低于目标值,实际上需要2900度才能确保安全
原创翻译:龙腾网 https://www.ltaaa.cn 转载请注明出处


John Wick
@lele: Chỉ cần biết vật liệu này là mới hoàn toàn, âu mỹ nhật chưa có.
Và tất nhiên nó không chảy ra thành đất ở nhiệt độ cao như ai đó bịa ra đâu.
Thế thôi.

你只要知道这种材料是全新的,在欧美还没有上市。当然,它不会像有些国家吹嘘的材料那样在高温下会融化到土壤中,就这样。
原创翻译:龙腾网 https://www.ltaaa.cn 转载请注明出处


blknemesis98
Mấy thứ gốm rỗng chất lượng cao ở Âu Mỹ và Nhật Bản sản xuất bán đầy đó mà có người cứ mơ như chỉ có Trung Quốc làm được

欧美和日本有高品质的多孔陶瓷材料,并且已经广泛生产和销售,但有些人却梦想着只有中国才能制造。

John Wick
@blknemesis98: Ủ ôi, âu mỹ nhật sản xuất được hồi nào cơ? Bán ở đâu cơ? Nên nhớ, gốm rỗng với tính chất chịu nhiệt, chịu lực này là do Trung Quốc tạo ra đầu tiên nhé.

天啊,日本人、美国人和欧洲人什么时候生产的?哪里有卖?请记住,具有耐热和抗力性能的多孔陶瓷材料是中国首先创造的。

L
@John Wick: Mỹ âu nhật chưa có họ chỉ có cái tốt hơn thôi. Khiêng chắn nhiệt trong sứ mệnh OSIRIS-REx hồi quyển với vận tốc 46.440 (km/h) nhiệt độ viên nang chịu dc lên tới 2900°c. Trong khi đó TQ mới nguyên cứu vật liệu chịu nhiệt 2000°c

美国、欧洲、日本没有,他们只是有更好的。OSIRIS-REx探测器以46440(公里/小时)的速度返回大气层,其防护罩承受了高达2900°C的温度。而与此同时,中国刚刚研究出能耐2000℃高温的材料
原创翻译:龙腾网 https://www.ltaaa.cn 转载请注明出处


John Wick
@L: Ồ, thế cậu nghĩ tàu Thần Châu của Trung Quốc hồi quyển không cần vật liệu chịu nhiệt à? Hay cậu tưởng người ta bọc nó bằng đất sét?
Hỏi lại, âu mỹ nhật có cái chất liệu gốm rỗng chịu nhiệt giống thế này chưa?
Nếu chưa thì thôi đừng reply.

哦,那你认为中国的神舟宇宙飞船重返大气层不需要耐热材料吗?还是你认为他们用粘土覆盖了它?我再问一下,欧洲和美国有这样的耐热多孔陶瓷材料吗?如果没有,那就不要回复我了。

L
@John Wick: Thế tàu thần châu của TQ hồi quyển với vận tốc bao nhiêu hả b? Nhiệt độ tấm chắn nhiệt mà tàu thần châu chịu dc là bn. âu mỹ nhật không có cái chất liệu gốm rỗng chịu nhiệt giống của TQ họ có cái tốt hơn TQ mới nguyên chứ vật liệu chịu nhiệt 2000°C thì từ 1968 vật liệu tàu Apollo 8 chở 3 phi hành gia hồi quyển với vận tốc 39.744 (km/h) nhiệt độ của lớp chắn nhiệt là 2760°c còn năm 2023 tàu trả mẫu vật trong dự án OSIRIS-REx hồi quyển với vận tốc 12.9 (Km/s) tương đương 46.440 (km/h) nhiệt độ viên nang chịu dc lên tới 2900°c. Vật liệu của TQ mới đang nguyên cứu còn chưa cơ thực nghiệm b là người k nên reply nữa đấy

那么中国的神舟宇宙飞船重返大气层的速度是多少?神舟宇宙飞船能承受的温度是多少?欧美、日本没有和中国一样的耐热多孔陶瓷材料,但他们有比中国更好的、全新的、能承受超过2000℃的耐热材料。1968年,阿波罗8号载着3名宇航员以39744(公里/小时)的速度进入大气层,其承受的温度为2760°C。而2023年,OSIRIS-REx探测器以12.9(公里/秒),相当于46440(km/h)的速度进入大气层,其承受的温度高达2900°C。而且中国的材料还只是在研发阶段,甚至还没有经过测试,所以你不要再回复了

John Wick
@L: Hehe, tàu mỹ hồi quyển chịu nhiệt bao nhiêu độ thì tàu Trung Quốc cũng chịu bấy nhiêu độ. Và chả thấy tàu Trung Quốc làm sao hết. Chứng tỏ mỹ chả hơn gì về vật liệu cách nhiệt cả.
Tôi nói rồi, không có cái chất liệu gốm rỗng giống Trung Quốc thì thôi, khỏi lan man làm gì tốn thời gian.

无论美国的宇宙飞船在返回时承受了多高的温度,中国的宇宙飞船也承受了同样的温度。我不认为中国的宇宙飞船有任何问题。这证明美国在隔热材料方面不比中国强。我说过了,如果没有像中国这样的多孔陶瓷材料,就不要浪费时间胡言乱语了。

Trần Lâm
Trong số top 10 hoặc top 20 những nhà khoa học vật liệu (Materials Scientists) hàng đầu trên thế giới thì những người đang nghiên cứu ở Mỹ chiếm số đông. Tuy vậy 1/2 số này lại là người TQ tốt nghiệp ĐH ở TQ sau đó theo học tiến sĩ ở Mỹ và ở lại làm giáo sư. Điều đó nói lên là môi trường ở Mỹ vẫn dẫn đầu nhưng con người TQ cũng rất tốt. Các nhóm nghiên cứu do các giáo sư gốc Hoa này tại ĐH Mỹ hay có xu hướng tuyển nghiên cứu sinh đồng hương. Nên về lâu dài nguồn lực này quay lại TQ và tạo nên 1 lực lượng nghiên cứu khoa học vật liệu chất lượng. Đây là ví dụ 1 công trình nghiên cứu kiểu này.

世界排名前10位或前20位的材料科学家(Materialscientist)中,在美国从事研究的占大多数。然而,其中1/2是中国人,他们在中国的大学毕业,然后在美国攻读博士学位,并留下来当教授。这说明美国的科研环境还是领先的,但这些由美国大学的中国教授领导的科研小组倾向于从自己的国家招收研究生。所以从长远来看,一旦这些人才回归中国,就会造就一支优质的材料科研力量。

LING
Nguồn lực này có dự kiến quay về TQ không bạn. Bạn đoán đi cho mọi người biết với.

这个人有计划回归中国吗?你猜一猜。

John Wick
@LING: Tinh hoa người gốc TQ học và tích lũy kinh nghiệm xong lại về Trung Quốc hết. Nên Trung Quốc cũng ngày càng hùng mạnh đó.
từ 5 năm qua, năm nào cũng có hơn 1 triệu người Trung Quốc từng học và làm việc tại mỹ trở về Đại lục, gấp 5 lần số sinh viên sang mỹ học. Và toàn là người trong độ tuổi lao động cơ.
Trung Quốc nhiều người giỏi nên chả cần thu hút người nước khác như mỹ mà vẫn đủ sức cạnh tranh với mỹ đó.

这些华裔精英学习并积累了经验,然后就会返回中国。所以中国也变得越来越强大了。在过去5年,每年有超过100万在美国学习和工作的中国人返回中国,比去美国学习的留学生的数量还多5倍。所以中国现在有很多的优秀人才,不需要吸引美国等其他国家的人才,也仍然有足够的能力与美国进行竞争。

Bầu trời xanh
Ừ 50 năm trước Mỹ đưa người lên mặt trăng 50 năm sau đưa con robot lên còn không xong kìa coi phim Mỹ ít thôi

50年前,美国把人送上月球,而50年后,他们连机器人都送不上月球,我们还是少看美国电影吧

Phạm Phương Nam
Rất nhiều thành tựu gần đây của TQ đều đang được phác thảo trên giấy mà đã khiến fan sướng tê tái rồi. Thực tế vẫn chưa thấy đâu

中国最近的许多所谓的成就只是停留在纸上,让中吹们激动不已,但实际上没看到任何真正的成果

Dou
Lúc mới công bố thì nói chỉ có trên giấy, lúc làm thật thì nói hàng Made in China chất lượng kém, lúc tuyên bố thành công thì nói cái này Mỹ làm chục năm trước rồi.

当中国刚宣布计划的时候,有人会说这只是纸上谈兵,当中国真正开始制造的时候,有人会说这是中国制造的,质量很差。而当中国宣布研发成功时,有人会说美国在十年前就有了。

Phu Lam
Mấy thánh cuồng mỹ thì cái gì cũng mỹ có đầu tiên và tốt nhất

在美国的狂热信徒们看来,所有的一切都是美国最早制造出来的,也是最好的。

很赞 54
收藏