何永富

(浙江中科恒泰新材料科技有限公司,浙江 紹興 312300)

航天特種高分子金屬材料作為技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，新型航天特種高分子金屬材料的研究需要以大一批新型材料研制為基礎(chǔ)，與此同時(shí)帶動(dòng)更多航天材料研究與應(yīng)用。新中國(guó)成立至今，航天事業(yè)的發(fā)展也帶動(dòng)了我國(guó)眾多相關(guān)材料的研發(fā)與開展[1]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展與增長(zhǎng)，載人航天、探月等工程對(duì)材料研制有著越來越高的要求，因此也促進(jìn)航天特種高分子金屬材料的發(fā)展。

1 航天特種高分子金屬材料研究

我國(guó)進(jìn)行航天研究的歷史經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)航天事業(yè)取得了巨大成就。在此發(fā)展過程中，我國(guó)航天特種高分子金屬材料也經(jīng)歷的由無到有的過程，并且在逐步的發(fā)展擴(kuò)發(fā)，形成一個(gè)較為完善的航天特種高分子金屬材料體系，為我國(guó)航天工業(yè)的運(yùn)載火箭、神舟飛船等研制提供了有力支撐。航天特種高分子金屬材料主要應(yīng)用與航天制品的表面，如電器設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)以及一些輔助設(shè)備表面。

1.1 特種高分子金屬材料抗核電磁脈沖性能

航天特種高分子金屬材料的使用，主要為解決航天產(chǎn)品儲(chǔ)存過程中出現(xiàn)的霉菌、鹽霧以及濕熱等問題。航天特種高分子金屬材料的應(yīng)用具有保護(hù)層的常態(tài)固化、表干時(shí)間短以及施工工藝簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。隨著航天產(chǎn)品向著輕質(zhì)化的方向不斷發(fā)展，其中應(yīng)用大量復(fù)合材料，因此在飛行過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)經(jīng)典累積的情況，這一情況造成航天產(chǎn)品不能在陰雨天氣發(fā)射。而航天特種高分子金屬材料的應(yīng)用能夠達(dá)到防靜電的目的，且能夠根據(jù)需求對(duì)其顏色進(jìn)行調(diào)整，并且耐熱度有著明顯提高。航天特種高分子金屬材料針對(duì)防靜電、抗核電磁脈沖以及三防需求，能夠做到多功能防護(hù)，耐溫400℃、抗核電磁屏蔽效果≥40dB、表面密度0.7kg/m2～0.9kg/m2。并且航天特種高分子金屬材料針對(duì)耐燃?xì)狻⒛透邷丶案哽o電等能夠做到表面粗糙結(jié)構(gòu)與地表面能，通過在其中疏水劑的添加，達(dá)到良好的超疏水效果。且航天特種高分子金屬材料的表面具有微突結(jié)構(gòu)，觸角能夠達(dá)到138°。且航天特種高分子金屬材料通過表面涂覆能夠賦予光、電、磁等運(yùn)動(dòng)特性某些特殊性能，實(shí)現(xiàn)航天產(chǎn)品的反識(shí)別與加固。針對(duì)目前抗激光、隱身以及康核材料的特點(diǎn)，以降低目標(biāo)可探測(cè)性為切入點(diǎn)，對(duì)航天特種高分子金屬材料的紅外隱身涂層以及雷達(dá)吸波隱身涂層進(jìn)行研究。

1.2 航天特種高分子金屬材料的防熱性能

在航天工業(yè)的發(fā)展下，航天特種高分子金屬材料需要從原來的膨脹型、低熱流、短時(shí)間向著非膨脹型、高熱流、長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)變，從而適應(yīng)不同產(chǎn)品、不同部位的防熱、絕熱、燒蝕以及高輻射需求。航天特種高分子金屬材料性防熱涂層性能見表1所示：

表1 航天特種高分子金屬材料的防熱涂層材料性能

目前航天特種高分子金屬材料中主要加入了酚醛樹脂、有機(jī)硅樹脂等。因樹脂的隔熱性好、耐燒性、彈性好、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)等特性，讓其能夠在多個(gè)航天產(chǎn)品中得到應(yīng)用。且航天特種高分子金屬材料中加入樹脂后，成為非碳性材料，實(shí)現(xiàn)在紅外、雷達(dá)等吸波下進(jìn)行隱身，但這種材料吸附性較差，不適用于強(qiáng)氣動(dòng)沖刷以及強(qiáng)熱流沖刷。而航天特種高分子金屬材料在空間飛行器以及不同儀器設(shè)備中的應(yīng)用，能夠通過調(diào)節(jié)飛行器表面的熱輻射率以及太陽吸收率實(shí)現(xiàn)控溫的效果，這樣能夠保證航天產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及儀器設(shè)備能夠在一個(gè)適宜的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行工作，保證關(guān)鍵材料的正常工作。根據(jù)航天產(chǎn)品熱控要求的不同，對(duì)航天特種高分子金屬材料進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

2 航天特種高分子金屬材料應(yīng)用進(jìn)展

圖1 實(shí)驗(yàn)論證結(jié)果曲線

為對(duì)航天特種高分子金屬材料的應(yīng)用有效性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證，實(shí)驗(yàn)論證采用相同質(zhì)量與面積的不同材料檢驗(yàn)。為保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，對(duì)傳統(tǒng)航天材料進(jìn)行檢測(cè)，作為實(shí)驗(yàn)論證對(duì)比，對(duì)出材料耐熱性、延展性、彈性等進(jìn)行檢測(cè)作為材料綜合數(shù)據(jù)，即材料綜合性。其實(shí)驗(yàn)論證結(jié)果曲線如圖1所示。

圖1代表將航天特種高分子金屬材料與傳統(tǒng)航天材料對(duì)比結(jié)果，其材料綜合性越高則證明材料在實(shí)際應(yīng)用中特性越好。則根據(jù)上圖分析可以得出，航天特種高分子金屬材料與傳統(tǒng)航天材料相比有著很大差別。傳統(tǒng)航天材料具有一次性、長(zhǎng)期儲(chǔ)存等特點(diǎn)，因此對(duì)其儲(chǔ)存壽命有著較高要求。航天特種高分子材料有著易老化的缺點(diǎn)，這也成為航天工業(yè)中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，大部分情況下航天特種高分子材料的存儲(chǔ)與使用壽命由材料制品的存儲(chǔ)壽命所決定。

3 結(jié)語

雖然在我國(guó)航天工業(yè)的不斷發(fā)展下，航天材料的研制得到了顯著的發(fā)展，但目前我國(guó)航天材料仍有部分需要，且材料性能與質(zhì)量不穩(wěn)定。傳統(tǒng)航天材料具有一次性、長(zhǎng)期儲(chǔ)存等特點(diǎn)，因此對(duì)其儲(chǔ)存壽命有著較高要求。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展與增長(zhǎng)，載人航天、探月等工程對(duì)材料研制有著越來越高的要求，航天特種高分子材料有著易老化的缺點(diǎn)，成為航天工業(yè)中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。因此對(duì)航天特種高分子金屬材料研究與應(yīng)用進(jìn)展，幫助我國(guó)航天工業(yè)能夠得到更好的發(fā)展。

[1]魏夢(mèng)娟,章琦,張航天,吳一弦.通過正離子聚合原位制備聚谷氨酸芐酯-g-(聚四氫呋喃-b-聚異丁烯)/銀納米復(fù)合材料及其性能研究[J].高分子學(xué)報(bào),2018(04)：464-474.