“另类”纺织品坚守国防第一线
作者：jnscsh 时间：2021-07-04 08:37:23 浏览次数：次
在人们的普遍印象中，提到纺织产品，脑海中浮现的永远是琳琅满目的服装，或者家纺产品。谁又会想到，在国庆60周年阅兵式上，长安街上气势恢弘的武器展示中，却处处有纺织品的身影。这便是，上海大学完成的项目碳／碳复合材料工艺技术装备及应用。这一项目属于新材料技术领域，研制出的碳／碳材料主要为我国国防军工型号及航天工业用新一代固体火箭发动机(SRM)配套，同时还将用于高温密封和轴承等。
坚固国防背后的纺织力量
上海大學的一角，一座并不起眼的小楼四周布满了摄像装置，这里正是碳／碳复合材料的研发和生产基地。也许外面有些其貌不扬，但走进实验室却是另一番景象。虽然大多数的制造过程都在封闭的设备中进行，并不能看透其中的奥秘，但最终的产品确实有些让人感到讶异。从最初柔软而纤细的纤维到坚硬而又耐高温的最终产品，这里让我们看到了纺织高科技不为人知的一面。
随着我国航天事业的发展，碳／碳材料作为直接为SRM配套的关键部位的关键材料，它的应用将进一步扩大。与此同时，碳／碳材料可作为机械密封、轴承等耐磨材料，用于高温和污染等恶劣工况场合。这一研究成果一碳／碳喉衬材料为国防军工型号及航天工业用固体火箭发动机的发展提供了新型喷管喉衬材料，促进了固体火箭发动机的发展，为我国的航天事业和国防军工建设做出了重要贡献。由于碳／碳喉衬材料用于国防及航天事业，产生了巨大的社会效益。
在固体火箭发动机(SRM)中，喷管喉部的烧蚀状态最为恶劣，必须采用具有良好耐烧蚀和抗冲刷性能的喷管喉衬材料来抵御严酷的烧蚀环境。喉衬材料经历了难熔金属、陶瓷、石墨、纤维增强塑料等一系列材料的进步，满足了早期各不同阶段SRM发展的需要。碳／碳复合材料的崛起，推动了喷管喉衬材料的更新换代，美、法、俄等国家花费了巨资进行碳／碳喷管新材料、新工艺及新结构的研究，欧美推出了碳纤维多向编织技术、高压液相浸渍工艺及CVI工艺，并利用这些方法制得了高密度的3D、4D碳／碳整体式喉衬——入口段和整体式喉衬——扩张段等。目前，碳／碳已成为先进SRM广泛采用的材料。
自主研发突破技术难关
在1976年以前，碳／碳作为洲际导弹弹头端头帽和SRM喷管喉衬的候选材料时，美国曾发表过一些碳／碳复合材料研究文章。1976年美国宣布碳／碳复合材料作为民兵llMK-12弹头端头帽试飞成功以后，碳纤维织物编织技术和碳／碳复合工艺技术，都处于严格的保密之中，其他西方国家也是如此。在这种条件下，只有通过自主研发这一个途径才能足我国固体火箭发动机对喉衬材料的需求。
上海大学的研发团队自二十世纪七十年代起开始碳／碳材料的研究，已研制成功多种碳／碳端头帽、碳／碳端头体和碳／碳喉衬。近年来，为配合我国新一代SRM研制需要，研发团队在碳／碳复合材料工艺技术装备及应用方面进行了大量创新性工作。研制出的碳／碳复合材料具有高比强度、耐烧蚀、抗热震冲击、抗冲刷、耐高温、耐磨损等一系列特点。这一项目完成了专用控制软件的研发，在国内该领域率先将由PC-PLC二级控制的技术应用于碳化及CVl工艺，实现了CVl工艺和碳化工艺的计算机自动控制。工艺先进可靠，产品质量稳定，具有创新性，总体水平达到国际先进。