俄罗斯科学家研究用聚合物替代航空合金材料
2017-3-8 10:06:22


莫斯科大学的物理学家们最近合成出一种新型聚合物复合材料,强度远超航空铝钛合金,为建造超轻型飞机和卫星提供可能。

目前,广泛使用的聚合物复合材料耐受温度范围在150摄氏度以内,耐热材料也不超过250摄氏度。新开发的这种材料耐热温度高达450摄氏度,相比常用的环氧树脂更易加工。

现代飞机大部分使用的不是金属材料,而是塑料、复合材料以及具有航空合金强度、重量较轻的其它材料。如波音787客机只有一半是航空合金材料,美国F22战斗机使用的材料39%为钛、24%复合材料和16%的铝。

航空材料多数是含有两种增强成分的高分子聚合物,它能提高材料强度以及聚合物嵌入面的支撑强度,缺点是比铝钛合金成本高,优点是更耐用、易维护。

不耐受高温是所有聚合物复合材料的主要问题,因此飞机发动机只能使用金属材料,如果将金属材料换成耐热塑料件的话,可以大幅减轻发动机的重量,且发动机结构也会相应简化。

俄罗斯科学家找到了解决问题的途径,他们通过两个简单环节利用不饱和炔烃、氮化合物和苯,制备出呈橙色状复合新型聚合物基体。含有这些成分制备出的聚合物超级坚固,并能承受约400摄氏度的加热温度,保持结构稳定不变形。

俄专家认为,这种聚合物基体最显著的特点是易熔解、粘度低,相比工业常用的其它复合材料生产成本低,有助于快速进入航空制造业领域的应用。

目前,莫斯科大学实验室合成的数批材料试样,已交由巴拉诺夫中央航空发动机研究院和喀山图波列夫国家研究型技术大学等机构进行测试。

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