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胶黏剂在航天航空中的应用

2022.09.08 17:14:04   Clicks

航空航天是人类拓展大气层和宇宙空间的产物,经过近百年来的快速发展,航空航天已经成为21世纪最活跃和最有影响的科学技术领域,因此,航空航天产品象征着一个国家科学技术的先进水平。

 

随着近代科学技术的快速发展,对于航空航天材料的选择也更加严格,运载火箭、洲际导弹、航天飞机等空间运载工具都朝着质量轻、可靠性好、寿命长和能耗低等方向发展,而采用性能优异的胶粘剂及其相应的粘接技术已经成为航天器提高效率的有效有段之一。


 

胶黏剂在航天应用



胶粘剂在航天产品中的使用已经越来越广泛,主要是因为航天产品大多采用轻合金、蜂窝结构和符合材料。且航天产品使用环境严苛,对胶粘剂的要求也更高,需要能够承受超高温、超低温、温度交变、高真空、热循环、紫外线、带电粒子、微陨石、原子氧等环境考验。


 

根据胶黏剂使用部位不同,要求各异,有如下几方面的特殊要求:



1、导弹弹头


胶黏剂在航天航空中的应用


导弹弹头再入大气层时的环境特点是经受瞬时高焓高热流和高驻点压力。根据导弹射程不同,其弹头再入速度达十几至几十马赫数,驻点温度达数千摄氏度。要求所用胶黏剂具有超高温下优良的耐烧蚀特性。而当卫星和载人飞船等航天器在人大气层时,其再入环境特点是高焓、低热流、低驻点压力和时间,用于相应部位的胶黏剂必须具有优越的耐烧蚀和绝热特性。

 

2、卫星、飞船


胶黏剂在航天航空中的应用


卫星、飞船及其他航天器在轨道上运行,其环境交变温度的范围达几百摄氏度(例如在地球同步轨道上运行的航天器,其环境交变温度为-157~120℃)。用于有关部位的胶黏剂不仅需要有适应严酷的交变温度特性,还必须具有耐高温能粒子及电磁波辐射特性,并且在高真空环境下没有或极少有挥发物及可凝性挥发物释放出来(例如挥发分<1%,可凝性挥发分<0.1%),以免污染航天器上的高精度光学仪器和有关部位。例如:阿波罗飞船勤务舱的观察窗上曾出现云状花纹,便是由于窗结构的密封材料所释放出来的挥发物凝聚造成的。

 

3、发动机系统


胶黏剂在航天航空中的应用


用于液氢、液氧发动机系统的胶黏剂,必须具有耐超低温(-253~-183℃)的优良特性。

 

4、火箭导弹和卫星等航天器


在火箭导弹和卫星等航天器采用粘接构件的被粘材料种类多,既有多种金属材料,也有各种无机材料、有机材料和复合材料,经常是不同材料间的粘接。而且由于被粘接部位的结构特殊,因此要求所用胶黏剂与被粘材料有优良的匹配特性和良好的工艺特性,能室温或中温固化,各种各样的苛刻环境条件下,例如舰地导弹必须具有长期耐海水和盐雾侵蚀能力;用于陀螺稳定平台系统的胶黏剂必须具有在真空条件下耐氟氯油的特性。

 

BEEP 6225-62a 环氧灌封胶

特性:

◆ 低线性膨胀系数

◆ 固化收缩小,粘度低

◆ 耐温等级H级

◆ 硬度高,韧性好

◆ 优异的电绝缘性热稳定性

◆ 耐温范围-50-200℃

◆ 较好的抗高低温冲击性能

BEEP6220-3 A/B 粘接型环氧灌封胶

特性:

◆ 对各种基材的附着力好,

◆ 粘度低,操作简易

◆ 较高的剪切强度和剥离强度

◆ 良好的抗冲击强度

◆ 耐温性好,-50~150℃

◆ 耐油及酸碱性优异


目前我国用于航天产品配套的胶粘剂的研制取得了显著进展,航天工业的很多关键材料也在一直努力科研中,很多产品已经可以取代进口产品,当然,未来的探月工程、长期驻留空间站、深空探测等航天工程对特种胶粘剂还会有许多新的需求,这些都需要从事胶粘剂制备和应用的科技工作者继续努力!

 


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