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航空航天增強/熱管理材料

航空航天低密度耐高溫材料

發布日期:2022-03-21 作者:大連義邦科技 瀏覽數:6021
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氮化硼納米管是一種相對較新的技術,未來有可能改變許多行業的發展。

它具有出色的熱穩定性和耐腐蝕性,能夠承受極端溫度的同時因質量很輕非常適用于現代化航空航天輕量化設計要求。


高速飛行器網絡示意圖,圖片來自網絡


比如已經退役的超音速客機「協和號」,其表面硬鋁材質使飛機能在1.5萬米高空承受高達127℃的摩擦高溫,以2.02馬赫(即時速2474公里,1馬赫等于1倍音速)的速度飛行。除了穩定的機身結構與輕重量外,耐高溫涂覆飛機的材料更是飛機能否超音速飛行的關鍵。

 

為了可以克服空氣摩擦產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承受住更強烈的熱能,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是全球少數能生產優質氮化硼納米管的機構之一,由于全球可商業化量產高純度的氮化硼納米管寥若晨星,單價每克高達1000美元成本非常昂貴。所以高價格限制了其在大型飛機材料中的廣泛應用。


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

 

BNNano由美國資深的材料學家創建,是目前全球為數不多的已形成商業化量產的企業,公司采用專利技術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,在現有氮化硼納米管基礎上研發出外表面具有不規則六方氮化硼結晶體的結構,使其作為填料添加到基體材料所形成的復合材料具備了超強的機械性能(增強版的氮化硼納米管)。

 

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用,BN Nanobarb具有穩定一致的導熱性可作為耐高溫陶瓷納米復合材料的航空熱管理材料,它同時具有極高的比強度15.714*106N.M/Kg,是鋼鐵的90倍,芳綸的5倍,碳纖維的3倍,可改進復合材料的機械強度,提高抗疲勞性和抗蠕變性,另外還具有惰性、高介電強度、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改變陶瓷基體的絕緣性能。因此被研究人員認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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