原标题:特种高温胶粘剂可牢固地粘附在陶瓷和合金上。
记者12月18日从中国民航大学获悉,该校本科生团队研制出适用于氧化锆和钛合金的专用高温胶粘剂。 该胶粘剂最高耐温可达1200米,在室温至1100米范围内粘接强度高于5兆帕,很好地解决了陶瓷与合金高温粘接的技术难题,在航空航天领域具有广泛的应用前景。 研究成果近日发表在国际期刊《今日材料通讯》上,并获得国家发明专利授权。
随着航空航天技术的发展,许多高超音速飞行器应运而生。 其中,高超音速飞机在机身前缘和发动机周围舱壁的热保护一直是制约飞机速度和安全性的重要因素。
陶瓷基复合材料可用于制备热保护的重要部件,与金属部件结合时,对飞机有更好的保护效果。 然而,机械连接、焊接、钎焊、传统胶合等常规方法难以保证大型陶瓷和合金部件在极高温环境下的有效连接,陶瓷与合金之间的连接存在差距,具有巨大潜力的高温粘接技术。
中国民航大学本科组组长、材料物理专业学生陈兆立介绍,高温胶粘剂粘接是实现高温部件制备、热防护系统安装与修复的重要途径,目前高温胶粘剂多适用于陶瓷,不能应用于合金。 针对陶瓷与合金之间无法粘接,物理化学性能差异大,尤其是热膨胀性大,难以实现高温连接的技术瓶颈,陈兆丽带领团队利用高活性多金属粉末涂覆溶胶凝胶的预制技术,改进了硅树脂基胶粘剂的制备工艺, 并实现了合金化对耐高温胶粘剂陶瓷工艺的可控调控。通过允许粘合剂层的共价键与金属键共存,该团队解决了陶瓷和合金在化学上不相容的瓶颈。 同时,通过热膨胀系数的可控调节,研究团队最终突破了陶瓷与合金热膨胀系数差异较大的障碍,实现了热应力的有效缓解。
最终,该团队成功研发出一种新的高温胶粘剂产品,可在室温至1100时为氧化锆陶瓷和钛镍合金提供5兆帕及以上的粘接强度。 该产品表现出良好的高温机械性能,具有良好的热稳定性和抗氧化性。 该产品也适用于钛镍合金与氧化铝纤维毡、气凝胶和高温玻璃之间的连接。
据了解,目前研发的产品已应用于天津大学航天材料与技术研究所、材料学院等单位的预研项目,包括柔性传感器的搭建、保温毡的安装等。 陈兆丽表示,未来该产品有望应用于航天飞机、高超音速民用飞机、核电站热防护、锂电池热失控防护等多个领域。 (记者陈习)。
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