航天特种高分子金属材料研究与应用进展

何永富

(浙江中科恒泰新材料科技有限公司,浙江 绍兴 312300)

航天特种高分子金属材料作为技术发展的重要基础，新型航天特种高分子金属材料的研究需要以大一批新型材料研制为基础，与此同时带动更多航天材料研究与应用。新中国成立至今，航天事业的发展也带动了我国众多相关材料的研发与开展[1]。随着我国经济的迅速发展与增长，载人航天、探月等工程对材料研制有着越来越高的要求，因此也促进航天特种高分子金属材料的发展。

1 航天特种高分子金属材料研究

我国进行航天研究的历史经过近半个世纪的迅速发展，我国航天事业取得了巨大成就。在此发展过程中，我国航天特种高分子金属材料也经历的由无到有的过程，并且在逐步的发展扩发，形成一个较为完善的航天特种高分子金属材料体系，为我国航天工业的运载火箭、神舟飞船等研制提供了有力支撑。航天特种高分子金属材料主要应用与航天制品的表面，如电器设备、发动机以及一些辅助设备表面。

1.1 特种高分子金属材料抗核电磁脉冲性能

航天特种高分子金属材料的使用，主要为解决航天产品储存过程中出现的霉菌、盐雾以及湿热等问题。航天特种高分子金属材料的应用具有保护层的常态固化、表干时间短以及施工工艺简便等特点。随着航天产品向着轻质化的方向不断发展，其中应用大量复合材料，因此在飞行过程中经常会出现经典累积的情况，这一情况造成航天产品不能在阴雨天气发射。而航天特种高分子金属材料的应用能够达到防静电的目的，且能够根据需求对其颜色进行调整，并且耐热度有着明显提高。航天特种高分子金属材料针对防静电、抗核电磁脉冲以及三防需求，能够做到多功能防护，耐温400℃、抗核电磁屏蔽效果≥40dB、表面密度0.7kg/m2～0.9kg/m2。并且航天特种高分子金属材料针对耐燃气、耐高温及高静电等能够做到表面粗糙结构与地表面能，通过在其中疏水剂的添加，达到良好的超疏水效果。且航天特种高分子金属材料的表面具有微突结构，触角能够达到138°。且航天特种高分子金属材料通过表面涂覆能够赋予光、电、磁等运动特性某些特殊性能，实现航天产品的反识别与加固。针对目前抗激光、隐身以及康核材料的特点，以降低目标可探测性为切入点，对航天特种高分子金属材料的红外隐身涂层以及雷达吸波隐身涂层进行研究。

1.2 航天特种高分子金属材料的防热性能

在航天工业的发展下，航天特种高分子金属材料需要从原来的膨胀型、低热流、短时间向着非膨胀型、高热流、长时间进行转变，从而适应不同产品、不同部位的防热、绝热、烧蚀以及高辐射需求。航天特种高分子金属材料性防热涂层性能见表1所示：

表1 航天特种高分子金属材料的防热涂层材料性能

目前航天特种高分子金属材料中主要加入了酚醛树脂、有机硅树脂等。因树脂的隔热性好、耐烧性、弹性好、储存时间长等特性，让其能够在多个航天产品中得到应用。且航天特种高分子金属材料中加入树脂后，成为非碳性材料，实现在红外、雷达等吸波下进行隐身，但这种材料吸附性较差，不适用于强气动冲刷以及强热流冲刷。而航天特种高分子金属材料在空间飞行器以及不同仪器设备中的应用，能够通过调节飞行器表面的热辐射率以及太阳吸收率实现控温的效果，这样能够保证航天产品的内部结构以及仪器设备能够在一个适宜的温度范围内进行工作，保证关键材料的正常工作。根据航天产品热控要求的不同，对航天特种高分子金属材料进行相应的调整。

2 航天特种高分子金属材料应用进展

图1 实验论证结果曲线

为对航天特种高分子金属材料的应用有效性，进行实验论证，实验论证采用相同质量与面积的不同材料检验。为保证实验的严谨性，对传统航天材料进行检测，作为实验论证对比，对出材料耐热性、延展性、弹性等进行检测作为材料综合数据，即材料综合性。其实验论证结果曲线如图1所示。

图1代表将航天特种高分子金属材料与传统航天材料对比结果，其材料综合性越高则证明材料在实际应用中特性越好。则根据上图分析可以得出，航天特种高分子金属材料与传统航天材料相比有着很大差别。传统航天材料具有一次性、长期储存等特点，因此对其储存寿命有着较高要求。航天特种高分子材料有着易老化的缺点，这也成为航天工业中的一个薄弱环节，大部分情况下航天特种高分子材料的存储与使用寿命由材料制品的存储寿命所决定。

3 结语

虽然在我国航天工业的不断发展下，航天材料的研制得到了显著的发展，但目前我国航天材料仍有部分需要，且材料性能与质量不稳定。传统航天材料具有一次性、长期储存等特点，因此对其储存寿命有着较高要求。随着我国经济的迅速发展与增长，载人航天、探月等工程对材料研制有着越来越高的要求，航天特种高分子材料有着易老化的缺点，成为航天工业中的一个薄弱环节。因此对航天特种高分子金属材料研究与应用进展，帮助我国航天工业能够得到更好的发展。

[1]魏梦娟,章琦,张航天,吴一弦.通过正离子聚合原位制备聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b-聚异丁烯)/银纳米复合材料及其性能研究[J].高分子学报,2018(04)：464-474.