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飛行器發(fā)展背后竟然還要解決膠水難題？新技術(shù)解決高溫粘合需求
2023年11月21日 10:45:17
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：5052
或許也正是因為膠水過于常見，因此大部分時候，膠水給人的感覺是一種“應(yīng)急舉措”或者是“草率了事”，總之和“精密”兩字似乎聯(lián)系不上，殊不知，膠水對于航空航天工程來說一直是個重要課題。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】膠水是個非常寬泛的概念，大部分能夠粘接兩個物體的物質(zhì)基本都能在特定場合被稱作膠水。膠水對于生活的價值取決于人類對于物質(zhì)粘接的實際需求，考慮到現(xiàn)有材料的種類不斷豐富，加工工藝的簡化以及生產(chǎn)、修復(fù)工作中的實際需要，膠水在生活中非常普遍，甚至類型多到光列舉就能占據(jù)滿滿一頁紙。
但或許也正是因為膠水過于常見，因此大部分時候，膠水給人的感覺是一種“應(yīng)急舉措”或者是“草率了事”，總之和“精密”兩字似乎聯(lián)系不上，殊不知，膠水對于航空航天工程來說一直是個重要課題。
在航空航天工程中，不同材料之間的連接一直是一個重要的課題，一般來說是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)的，但是也存在許多無法通過結(jié)構(gòu)來完成的拼接工作，這時候就需要使用膠水了。但是這就又涉及到一個復(fù)雜的高溫粘接技術(shù)難題。簡單的說飛行器工作的時候往往會出現(xiàn)高溫的工作環(huán)境，而傳統(tǒng)的膠水隨著溫度的增加，其粘接強度會出現(xiàn)下降的趨勢，并且隨著材料精度的提高，解決這種高溫粘接技術(shù)難題的可行手段就越少。尤其是像氧化鋯與鈦合金這類，陶瓷合金之間的粘接工作，傳統(tǒng)膠水很難勝任。
而這個問題實際上也很大程度上限制了飛行器的發(fā)展。飛行器的有效防護(hù)依賴于陶瓷基復(fù)合材料與金屬部件的組合形成的熱防護(hù)模塊，但機械連接、焊接、釬焊、傳統(tǒng)膠接等是無法適應(yīng)極端高溫環(huán)境的，這也就導(dǎo)致了在極端環(huán)境下，飛行器的安全會下降。不過就在前段時間，中國民航大學(xué)給出了解決方案。
據(jù)悉，該校團(tuán)隊成功研發(fā)出了一種適用于氧化鋯與鈦合金專用耐高溫膠。該膠黏劑最高耐溫可達(dá)1200℃，室溫至1100℃范圍內(nèi)的粘接強度均高于5兆帕，很好地解決了陶瓷合金之間的高溫粘接技術(shù)難題。
根據(jù)相關(guān)報道公開的內(nèi)容顯示，該校團(tuán)隊是“利用溶膠凝膠包覆高活性多元金屬粉預(yù)制技術(shù)，改進(jìn)了硅樹脂基膠黏劑制備工藝，實現(xiàn)了合金化對耐高溫膠陶瓷化進(jìn)程的可控調(diào)控。通過膠層共價鍵與金屬鍵的共存，解決了陶瓷與合金無法化學(xué)相容的瓶頸。同時，通過熱膨脹系數(shù)可控調(diào)節(jié)，最終突破熱膨脹系數(shù)差異大的壁壘，實現(xiàn)了熱應(yīng)力的有效緩和”(信息來源：科技日報)，最終實現(xiàn)陶瓷與合金之間鍵合。
值得一提的是，這種膠水的出現(xiàn)，還進(jìn)一步解決了高溫部件制備、熱防護(hù)系統(tǒng)安裝和修補的部分難題。并且，目前該成果已經(jīng)被授予了國家發(fā)明專利，并發(fā)表在國際期刊《今日材料通訊》上。
本文參考資料來源：科技日報
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