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航天工程期待氟硅技術突破

   2011-09-09 中國化工報中國化工報

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    “一代材料,一代裝備”,隨著載人航天、嫦娥工程等重點工程的實施,帶動了國內(nèi)新材料技術的發(fā)展,但目前我國高新技術產(chǎn)業(yè)急需的許多關鍵材料仍依賴進口。“有機氟有機硅類材料是航天工業(yè)賴以支撐的重要配套材料,我國應以重要的裝備需求和專業(yè)發(fā)展為牽引,針對航天工業(yè)急需的有機氟有機硅關鍵單體及產(chǎn)品,組織應用單位和材料研制生產(chǎn)單位聯(lián)合攻關,爭取在短期內(nèi)實現(xiàn)這些產(chǎn)品的國產(chǎn)化。”航天材料及工藝研究所趙云峰研究員上周接受記者采訪時強調(diào)。

    國產(chǎn)材料性能尚不穩(wěn)定

    為航天工業(yè)配套的特種有機硅有機氟材料必須滿足許多極限條件,如高低溫、真空、輻射、空間環(huán)境、特種介質(zhì)等。這些材料往往代表了該領域的最高水平,目前大多為國外發(fā)達國家的幾家專業(yè)公司所壟斷,如美國的杜邦、道康寧、通用電器,日本的信越、大金,以及歐洲的蘇威公司等。盡管國外大公司近年來在國內(nèi)投資辦廠,但可能用于軍事裝備的關鍵核心技術和材料對我國禁止輸出,嚴重制約了我國高性能裝備的研制和裝備性能的提高。趙云峰指出,目前部分國產(chǎn)化高端材料的性能和質(zhì)量尚不穩(wěn)定,難以保證及時供貨。與此同時,低水平重復的產(chǎn)品較多,沒有實現(xiàn)通用化、系列化和標準化,部分產(chǎn)品的訂貨量太少,生產(chǎn)線維持困難。

    需求廣種類多批量小

    我國氟硅工業(yè)與發(fā)達國家相比起步較晚,但隨著研究隊伍的不斷壯大,有機氟有機硅材料產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,種類越來越多,特別是近二十年來進入了高速膨脹期。 隨著高性能材料如低溫氟醚橡膠、全氟聚醚液體橡膠、低溫全氟醚橡膠、耐高溫硅氮橡膠、耐輻射長壽命硅橡膠、低壓縮變形氟樹脂等新材料的出現(xiàn),極大地推動了氟硅材料制備技術進步和應用,進而推動了航天裝備技術的發(fā)展。

    有機氟有機硅類材料的特點是多品種、小批量、技術含量高,趙云峰根據(jù)它們在航天工業(yè)的應用特點進行了分類介紹。

    “作為理想的密封及阻尼材料,氟橡膠和硅橡膠的應用非常普遍。”他介紹,按功能分類,主要包括橡膠密封材料、橡膠阻尼材料、導熱及導電橡膠等各類制品。我國航天工業(yè)在發(fā)展伊始,開展了大量的特種橡膠材料研制攻關工作,在航天領域應用的主要有各類硅橡膠、氟硅橡膠、氟橡膠、羧基亞硝基氟橡膠、氟醚橡膠等。

    在含氟塑料方面,聚四氟乙烯(PTFE)具有其他材料所無法比擬的耐溶劑性、化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和化學惰性,許多纖維增強PTFE制品已經(jīng)應用于我國的航天產(chǎn)品上。趙云峰指出,目前國內(nèi)仍缺乏一些高端的、特殊的改性品種,如可用來加工動密封件的高延伸率、低永久變形的改性PTFE等。據(jù)悉,適用于液氧液氫的低溫密封的聚三氟氯乙烯(PCTFE),國內(nèi)已批量生產(chǎn)供貨。

    關于耐熱性和介電性能優(yōu)異的有機硅樹脂,趙云峰指出,這類材料在各種環(huán)境條件下的介電性能都比較穩(wěn)定,缺點是力學強度較低,且須高壓成型。目前,俄羅斯對有機硅樹脂進行了深入系統(tǒng)的研究,已將有機硅復合材料成功應用于戰(zhàn)略導彈、火箭以及航天飛機中。中科院化學所研制的聚硅乙炔樹脂具有可融熔特性,有望用作耐燒蝕復合材料基體樹脂。

    此外,趙云峰介紹,現(xiàn)有的航天防熱涂層體系主要包括有機硅、環(huán)氧、酚醛等體系,應用于空間航天器及不同儀器設備的表面,是保證航天器內(nèi)部結構部件、儀器設備在空間環(huán)境下處于合適溫度范圍,并能正常工作的關鍵材料。根據(jù)各種航天器的熱控要求,國內(nèi)已研制出多種牌號、不同太陽吸收比、不同紅外輻射率的各類熱控涂層。

    集中力量立項攻關

    對于目前許多關鍵材料依賴進口的現(xiàn)狀,趙云峰提出,我國應積極發(fā)揮制度優(yōu)勢做好規(guī)劃,以重要的裝備需求和專業(yè)發(fā)展為牽引,針對我國高新產(chǎn)業(yè)急需的關鍵有機氟有機硅產(chǎn)品的關鍵單體及產(chǎn)品,集中力量組建國內(nèi)產(chǎn)學研相結合、應用單位和材料研制生產(chǎn)單位相結合的攻關團隊,立項攻關,爭取在短期內(nèi)實現(xiàn)這些產(chǎn)品的國產(chǎn)化自主保障。

    另一方面,充分發(fā)揮企業(yè)的創(chuàng)新積極性,鼓勵企業(yè)主導新產(chǎn)品研制開發(fā);同時,發(fā)揮行業(yè)管理的優(yōu)勢,實現(xiàn)國內(nèi)稀缺關鍵單體的自給自足,實現(xiàn)有機氟有機硅材料的產(chǎn)品化、系列化。“應該說,有機氟有機硅產(chǎn)品在航天工業(yè)、武器裝備和國民經(jīng)濟各行業(yè)的應用日趨廣泛,用量不斷攀升,極有發(fā)展前途。”趙云峰認為,這樣不可或缺的需求,為有機氟有機硅行業(yè)的發(fā)展提供了有力的支撐。

 

 
 
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