رو شهاي تهيه و بهبود مقاومت اكسايشي ايروژ لهاي كربني

Preparation Methods and Improvement of Oxidation Resistance of Carbon Aerogel

اسفنج هاي كربني بر پايه رزين ها و پيش مواد پليمري، به دليل خواصي همچون رسانندگي گرمايي كم، پايداري گرمايي خوب، استحكام ويژه زياد و چگالي كم، در صنايع مختلف به ويژه هوافضا، به عنوان عايق هاي دمازياد، سپرهاي گرمايي و ساختارهاي محافظ مواد استفاده مي شوند. در اين مقاله، روش هاي توليد نانوساختارهاي كربني معرفي مي شوند. با استفاده از روش قالب هاي پليمري، فرايند اسفنج كردن پيش ماده هاي پليمري مانند رزين فنولي و همچنين فرايند سل-ژل، اسفنج ها و ايروژل هاي پليمري تهيه مي شوند. سپس، نانوساختارهاي پليمري تهيه شده، در فرايند كربني كردن، تبديل به اسفنج هاي كربني مي شوند. اما تخريب ساختار به دليل واكنش اكسايش، كاربرد اسفنج هاي كربني را در دماهاي بيش از 400?C و در اتمسفر هوا محدود كرده است. در ادامه، سازوكار اكسايش اسفنج هاي كربني بررسي م يشوند. افزون بر كنترل و بهين هسازي عوامل فرايندي همچون دماي فرايند كربني كردن، م يتوان با استفاده از مواد مقاوم در برابر اكسايش، مانند تركيبات سيليكون كاربيدي، مقاومت اكسايشي ايروژل هاي كربني را بهبود بخشيد. در نهايت، نقش ايجاد لايه اي از سيليكون كاربيد روي سطح ديواره حفره هاي كربني و همچنين تشكيل پيوندهاي SiC در ساختار ايروژل كربني به وسيله پليمرهاي آلكوكسي سيلان، به عنوان روش هاي موثر براي افزايش مقاومت اكسايشي ايروژ لهاي كربني، بررسي م يشوند.

Carbon foams based on polymeric resins and precursors, due to such properties as low thermal conductivity, good thermal stability, high specific strength and low density, are used in different industries, especially aerospace, as high temperature insulator, thermal shields and material protecting structures. In this study, current methods of preparing carbon nanostructures are introduced. By a polymeric template method polymeric foam and aerogel are produced using the foaming process of polymer precursors of phenolic resins and sol-gel formation. Then, the polymeric nanostructure transforms into carbon foams in a carbonization process. Nevertheless, structural destruction due to oxidation reaction has limited the application of these nanostructures at temperature higher than 400?C in the air atmosphere. In the next step, the oxidation mechanism of carbon foams is studied. In addition to control and optimization of the process parameters such as temperature of carbonization process, the oxidation-resistant material such as silicon carbide compounds can be used to improve the oxidation resistance of carbon aerogel. Finally, the role of formation of a silicon carbide layer on the surface of carbon pores wall, and the formation of SiC bonds in the carbon aerogel structure by alkoxy silane polymers, as efficient methods that increase the oxidation resistance of the carbon foam, is investigated