航空航天是人類拓展大氣層和宇宙空間的產(chǎn)物,經(jīng)過(guò)近百年來(lái)的快速發(fā)展,航空航天已經(jīng)成為21世紀(jì)最活躍和最有影響的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,因此,航空航天產(chǎn)品象征著一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)水平。
隨著近代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)于航空航天材料的選擇也更加嚴(yán)格,運(yùn)載火箭、洲際導(dǎo)彈、航天飛機(jī)等空間運(yùn)載工具都朝著質(zhì)量輕、可靠性好、壽命長(zhǎng)和能耗低等方向發(fā)展,而采用性能優(yōu)異的膠粘劑及其相應(yīng)的粘接技術(shù)已經(jīng)成為航天器提高效率的有效有段之一。
膠粘劑在航天產(chǎn)品中的使用已經(jīng)越來(lái)越廣泛,主要是因?yàn)楹教飚a(chǎn)品大多采用輕合金、蜂窩結(jié)構(gòu)和符合材料。且航天產(chǎn)品使用環(huán)境嚴(yán)苛,對(duì)膠粘劑的要求也更高,需要能夠承受超高溫、超低溫、溫度交變、高真空、熱循環(huán)、紫外線、帶電粒子、微隕石、原子氧等環(huán)境考驗(yàn)。
根據(jù)膠黏劑使用部位不同,要求各異,有如下幾方面的特殊要求:
1、導(dǎo)彈彈頭
導(dǎo)彈彈頭再入大氣層時(shí)的環(huán)境特點(diǎn)是經(jīng)受瞬時(shí)高焓高熱流和高駐點(diǎn)壓力。根據(jù)導(dǎo)彈射程不同,其彈頭再入速度達(dá)十幾至幾十馬赫數(shù),駐點(diǎn)溫度達(dá)數(shù)千攝氏度。要求所用膠黏劑具有超高溫下優(yōu)良的耐燒蝕特性。而當(dāng)衛(wèi)星和載人飛船等航天器在人大氣層時(shí),其再入環(huán)境特點(diǎn)是高焓、低熱流、低駐點(diǎn)壓力和時(shí)間,用于相應(yīng)部位的膠黏劑必須具有優(yōu)越的耐燒蝕和絕熱特性。
2、衛(wèi)星、飛船
衛(wèi)星、飛船及其他航天器在軌道上運(yùn)行,其環(huán)境交變溫度的范圍達(dá)幾百攝氏度(例如在地球同步軌道上運(yùn)行的航天器,其環(huán)境交變溫度為-157~120℃)。用于有關(guān)部位的膠黏劑不僅需要有適應(yīng)嚴(yán)酷的交變溫度特性,還必須具有耐高溫能粒子及電磁波輻射特性,并且在高真空環(huán)境下沒(méi)有或極少有揮發(fā)物及可凝性揮發(fā)物釋放出來(lái)(例如揮發(fā)分<1%,可凝性揮發(fā)分<0.1%),以免污染航天器上的高精度光學(xué)儀器和有關(guān)部位。例如:阿波羅飛船勤務(wù)艙的觀察窗上曾出現(xiàn)云狀花紋,便是由于窗結(jié)構(gòu)的密封材料所釋放出來(lái)的揮發(fā)物凝聚造成的。
3、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)
用于液氫、液氧發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的膠黏劑,必須具有耐超低溫(-253~-183℃)的優(yōu)良特性。
4、火箭導(dǎo)彈和衛(wèi)星等航天器
在火箭導(dǎo)彈和衛(wèi)星等航天器采用粘接構(gòu)件的被粘材料種類多,既有多種金屬材料,也有各種無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料和復(fù)合材料,經(jīng)常是不同材料間的粘接。而且由于被粘接部位的結(jié)構(gòu)特殊,因此要求所用膠黏劑與被粘材料有優(yōu)良的匹配特性和良好的工藝特性,能室溫或中溫固化,各種各樣的苛刻環(huán)境條件下,例如艦地導(dǎo)彈必須具有長(zhǎng)期耐海水和鹽霧侵蝕能力;用于陀螺穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)的膠黏劑必須具有在真空條件下耐氟氯油的特性。
特性: ◆ 低線性膨脹系數(shù) ◆ 固化收縮小,粘度低 ◆ 耐溫等級(jí)H級(jí) ◆ 硬度高,韌性好 ◆ 優(yōu)異的電絕緣性熱穩(wěn)定性 ◆ 耐溫范圍-50-200℃ ◆ 較好的抗高低溫沖擊性能 | BEEP6220-3 A/B 粘接型環(huán)氧灌封膠 特性: ◆ 對(duì)各種基材的附著力好, ◆ 粘度低,操作簡(jiǎn)易 ◆ 較高的剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度 ◆ 良好的抗沖擊強(qiáng)度 ◆ 耐溫性好,-50~150℃ ◆ 耐油及酸堿性優(yōu)異 |
目前我國(guó)用于航天產(chǎn)品配套的膠粘劑的研制取得了顯著進(jìn)展,航天工業(yè)的很多關(guān)鍵材料也在一直努力科研中,很多產(chǎn)品已經(jīng)可以取代進(jìn)口產(chǎn)品,當(dāng)然,未來(lái)的探月工程、長(zhǎng)期駐留空間站、深空探測(cè)等航天工程對(duì)特種膠粘劑還會(huì)有許多新的需求,這些都需要從事膠粘劑制備和應(yīng)用的科技工作者繼續(xù)努力!