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飛行器發展背后竟然還要解決膠水難題？新技術解決高溫粘合需求
2023年11月21日 10:45:17
來源：化工儀器網 點擊量：5053
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“應急舉措”或者是“草率了事”，總之和“精密”兩字似乎聯系不上，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 行業百態】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粘接的實際需求，考慮到現有材料的種類不斷豐富，加工工藝的簡化以及生產、修復工作中的實際需要，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“應急舉措”或者是“草率了事”，總之和“精密”兩字似乎聯系不上，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，一般來說是通過結構設計來實現的，但是也存在許多無法通過結構來完成的拼接工作，這時候就需要使用膠水了。但是這就又涉及到一個復雜的高溫粘接技術難題。簡單的說飛行器工作的時候往往會出現高溫的工作環境，而傳統的膠水隨著溫度的增加，其粘接強度會出現下降的趨勢，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展。飛行器的有效防護依賴于陶瓷基復合材料與金屬部件的組合形成的熱防護模塊，但機械連接、焊接、釬焊、傳統膠接等是無法適應極端高溫環境的，這也就導致了在極端環境下，飛行器的安全會下降。不過就在前段時間，中國民航大學給出了解決方案。
據悉，該校團隊成功研發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1200℃，室溫至1100℃范圍內的粘接強度均高于5兆帕，很好地解決了陶瓷合金之間的高溫粘接技術難題。
根據相關報道公開的內容顯示，該校團隊是“利用溶膠凝膠包覆高活性多元金屬粉預制技術，改進了硅樹脂基膠黏劑制備工藝，實現了合金化對耐高溫膠陶瓷化進程的可控調控。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相容的瓶頸。同時，通過熱膨脹系數可控調節，最終突破熱膨脹系數差異大的壁壘，實現了熱應力的有效緩和”(信息來源：科技日報)，最終實現陶瓷與合金之間鍵合。
值得一提的是，這種膠水的出現，還進一步解決了高溫部件制備、熱防護系統安裝和修補的部分難題。并且，目前該成果已經被授予了國家發明專利，并發表在國際期刊《今日材料通訊》上。
本文參考資料來源：科技日報
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