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航空航天增強(qiáng)/熱管理材料

航空航天低密度耐高溫材料

發(fā)布日期:2022-03-21 作者:大連義邦科技 瀏覽數(shù):6120
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氮化硼納米管是一種相對較新的技術(shù),未來有可能改變許多行業(yè)的發(fā)展。

它具有出色的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性,能夠承受極端溫度的同時(shí)因質(zhì)量很輕非常適用于現(xiàn)代化航空航天輕量化設(shè)計(jì)要求。


高速飛行器網(wǎng)絡(luò)示意圖,圖片來自網(wǎng)絡(luò)


比如已經(jīng)退役的超音速客機(jī)「協(xié)和號(hào)」,其表面硬鋁材質(zhì)使飛機(jī)能在1.5萬米高空承受高達(dá)127℃的摩擦高溫,以2.02馬赫(即時(shí)速2474公里,1馬赫等于1倍音速)的速度飛行。除了穩(wěn)定的機(jī)身結(jié)構(gòu)與輕重量外,耐高溫涂覆飛機(jī)的材料更是飛機(jī)能否超音速飛行的關(guān)鍵。

 

為了可以克服空氣摩擦產(chǎn)生的高溫對高速飛行器的影響(5馬赫以上),由美國空軍提出設(shè)想及資助下,美國國家航空暨太空總署(NASA)與美國賓漢頓大學(xué)成功研制出的氮化硼納米管材料。

 

由氮化硼納米管制成的耐高溫涂敷材料可以能夠承受比目前用于飛機(jī)的碳納米管更高一倍的高溫(碳納米管400°C,而氮化硼納米管900°C),意味著它能夠讓飛機(jī)承受住更強(qiáng)烈的熱能,從而提高飛行速度,氮化硼納米管可以讓高速飛行器突破5-10馬赫以上的速度限制。

 

目前NASA是全球少數(shù)能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)氮化硼納米管的機(jī)構(gòu)之一,由于全球可商業(yè)化量產(chǎn)高純度的氮化硼納米管寥若晨星,單價(jià)每克高達(dá)1000美元成本非常昂貴。所以高價(jià)格限制了其在大型飛機(jī)材料中的廣泛應(yīng)用。


大連義邦與BNNano公司達(dá)成合作,引入純度(>90%)氮化硼納米管BN NanobarbTM的同時(shí)還可以降低開發(fā)成本。

 

BNNano由美國資深的材料學(xué)家創(chuàng)建,是目前全球?yàn)閿?shù)不多的已形成商業(yè)化量產(chǎn)的企業(yè),公司采用專利技術(shù)和無催化劑方式制造的氮化硼納米管,不僅具備一般氮化硼納米管所具備的性能,在現(xiàn)有氮化硼納米管基礎(chǔ)上研發(fā)出外表面具有不規(guī)則六方氮化硼結(jié)晶體的結(jié)構(gòu),使其作為填料添加到基體材料所形成的復(fù)合材料具備了超強(qiáng)的機(jī)械性能(增強(qiáng)版的氮化硼納米管)。

 

大連義邦氮化硼納米管作為一種低密度材料非常適用于航空航天應(yīng)用,BN Nanobarb具有穩(wěn)定一致的導(dǎo)熱性可作為耐高溫陶瓷納米復(fù)合材料的航空熱管理材料,它同時(shí)具有極高的比強(qiáng)度15.714*106N.M/Kg,是鋼鐵的90倍,芳綸的5倍,碳纖維的3倍,可改進(jìn)復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度,提高抗疲勞性和抗蠕變性,另外還具有惰性、高介電強(qiáng)度、絕緣和壓電等特性,帶隙大于5.5eV,并且氮化硼納米管作為填料不會(huì)改變陶瓷基體的絕緣性能。因此被研究人員認(rèn)為是下一代高超聲速飛行器最理想的熱管理材料。

 



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