氣凝膠被(bèi)認為是世界上最輕的固體,又因為高比表面(mià金銀n)積和低熱導率的特點,廣泛應用于航空航天器防熱材料裡道。1999年,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NA可笑SA)研制出了密度為 3 mg/cm3的二氧化矽氣議妹凝膠,成(chéng)為當時(shí)世界上最輕的固體材料。但是森月,由于矽氣凝膠材料脆性、濕度敏感等特性白音限制了其使用,NASA多年來一直在支持開通友(kāi)展耐久性氣凝膠的相關研究工作。
矽氣凝膠材料
基于一項航天器著(zhe)陸用的輕質、柔韌為務的超音速充氣減速器材料的需求,NASA格倫研究中心(GRC)的研得紙究人員首先開(kāi)展了采用聚合物增強矽氣凝長車膠來提高其耐用性的研究,發(fā)現聚合物增強的矽氣凝膠相比矽氣凝膠密舞長度加倍、比表面(miàn)積減少30%~50%,但強度提升了兩(liǎng和新)個數量級。
聚合物增強矽氣凝膠提高耐用性
盡管如此,其強度仍不能(néng)滿足航天器減速材料的要火城求。此後(hòu),又與阿克倫大學(xué)合作開(kāi)展了八氨算可苯基(POSS)交聯的聚酰亞胺氣凝膠,制備出密度為0.12秒器 g/cm3、孔隙率為90%的聚酰亞胺氣凝膠。這(zhè)種內舊(zhǒng)材料可以經(jīng)受110生民0 °F的溫度達90 s,從而确能短保進(jìn)入大氣層時(shí)不會(術笑huì)燃燒;強度是聚合物增強的矽氣凝膠的 5 倍,可制成(ch麗低éng)更薄(厚度0.5 mm)的材料以滿足可折謝黃疊儲存在航天器中的要求,很好(hǎo)地克服了矽氣凝樹些膠在重量、成(chéng)本、柔韌性、耐久性等方面風村(miàn)的不足。
柔性聚酰亞胺氣凝膠
基于氣凝膠和纖維材料,NASA開(kāi)始研制喝商能(néng)夠滿足航天器結構材料和防熱材料要求的多功能(néng)複合材料。近靜如NASA肯尼迪航天中心(KSC)的研拍頻究人員開(kāi)發(fā)了一種(zhǒng)多功能(néng)氣凝膠錢金/纖維混雜層壓複合材料的制造方法,可以通過(guò)很愛選擇不同的纖維層(如聚酯、碳纖維、Kevlar&r刀北eg;纖維、Spectra®纖維、Innegra纖維或其組合)、火刀不同的氣凝膠層厚度及不同的複合結構,長去制成(chéng)不同功能(néng錯一)或多功能(néng)的複合材料。這(我新zhè)種(zhǒng)輕量化、高強度的多功能(néng)複合湖北材料可滿足航空航天器在防熱、耐沖擊、能(néng)量吸收、吸音等員睡方面(miàn)的要求,并可在汽車弟輛、船舶、建築、液化天然氣輸送、運動器材及軍事(shì)防護等諸多坐我領域應用。
航天應用案例:充氣式減速器
為了實現載人火星登陸計劃,NASA正在開(kāi)發(fā)重載荷運輸技術慢我,超音速充氣式氣動減速器(HIAD)是一項可為航天器制動提供有效載術國荷和體積效益的解決方案。2006年,NASA成(chén多紙g)立了一項名為“先進(jìn)大氣層充氣式減速器”(Adv個跳ance Inflatable Decelerators for筆都 Atmospheric Entry,PAIDAE)的項目,并研制明作了由外層、絕熱層、氣密層組成(chéng文行)的,直徑為3~12 m的HIAD。
民用案例:戶外服裝及裝備
2015年,FLEXcon公司從NASA GRC獲得了該柔性氣凝膠舊家技術的許可,并與同樣(yàng)正在開(kāi鐘熱)展聚酰亞胺氣凝膠研發(fā)的Blu機金eshift公司合作,以更大規模地生産這(zhè)種(zhǒng)符合NASA中呢高規格的氣凝膠材料。除了在極端環境下使用的管道(dào)隔見日熱産品等,FLEXcon公司還(hái)正在開(kāi)發(fā)聚酰南姐亞胺氣凝膠高端戶外用品,如戶外服裝、手套、鞋靴、帳篷等。
南通紡織絲綢産業技術研究院
Nantong Textile & Silk Industrial Te物東chnology Research Institut員件e
地址:南通市通州區新世紀大道(dào)266号江海智彙去弟園D1樓 電話:0513-55018965&n體近bsp; 0513-55018963&nb文長sp; 郵箱:linchuchu@nttisu湖來.com.cn
Copyright ©水東; 2024 南通紡織絲綢産業技術研究中務院 Al了吧l Rights Reserved.