روش های تهیه و بهبود مقاومت اکسایشی ایروژل های کربنی

اسفنج های کربنی بر پایه رزین ها و پیش مواد پلیمری، به دلیل خواصی همچون رسانندگی گرمایی کم، پایداری گرمایی خوب، استحکام ویژه زیاد و چگالی کم، در صنایع مختلف به ویژه هوافضا، به عنوان عایق های دما زیاد، سپرهای گرمایی و ساختارهای محافظ مواد استفاده می شوند. در این مقاله، روش های تولید نانوساختارهای کربنی معرفی می شوند. با استفاده از روش قالب های پلیمری، فرایند اسفنج کردن پیش ماده های پلیمری مانند رزین فنولی و همچنین فرایند سل-ژل، اسفنج ها و ایروژل های پلیمری تهیه می شوند. سپس، نانوساختارهای پلیمری تهیه شده، در فرایند کربنی کردن، تبدیل به اسفنج های کربنی می شوند. اما تخریب ساختار به دلیل واکنش اکسایش، کاربرد اسفنج های کربنی را در دماهای بیش از 400˚C و در اتمسفر هوا محدود کرده است. در ادامه، سازوکار اکسایش اسفنج های کربنی بررسی می شوند. افزون بر کنترل و بهینه سازی عوامل فرایندی همچون دمای فرایند کربنی کردن، می توان با استفاده از مواد مقاوم در برابر اکسایش، مانند ترکیبات سیلیکون کاربیدی، مقاومت اکسایشی ایروژل های کربنی را بهبود بخشید. در نهایت، نقش ایجاد لایه ای از سیلیکون کاربید روی سطح دیواره حفره های کربنی و همچنین تشکیل پیوندهای SiC در ساختار ایروژل کربنی به وسیله پلیمرهای آلکوکسی سیلان، به عنوان روش های موثر برای افزایش مقاومت اکسایشی ایروژل های کربنی، بررسی می شوند.