碳纳米管复合材料在航空航天中的应用

文章介绍了碳纳米管技术的研究进展情况,包括合成制备、化学分子结构、独特性能及应用前景。重点介绍了碳纳米管增强复合材料的研究进展,并提出和讨论了碳纳米管复合材料在航空航天应用的一些重要研究课题。尽管碳纳米管复合材料在航空航天领域显示了非常好的发展前景,但一些关键技术仍有待深入研究。     

科技成果

正我国科学家在DNA自组装技术方面取得突破据科技部网站2018年8月3日报道,在国家重点研发计划纳米科技重点专项项目"精确自组装纳米标记分析方法在前列腺癌早期检测与预后中的应用研究"的支持下,中国科学院应用物理研究所樊春海团队在发展精确自组装的框架核酸并应用于生物     

科技成果

正我国科学家在结构超滑研究领域发挥重要作用据科技部网站2018年12月12日报道,在纳米研究国家重大科学研究计划项目"纳米尺度光学、电学、力学高分辨检测研究"、"纳米界面超润滑检测技术与机理研究"的持续支持下,我国科学家在结构超滑领域取得了系列重要进展。2008年,清华大学郑泉水团队在世界上首次试验实现了微米尺度结构超滑。2012年,郑泉水团队证实了这一现象,从而颠覆了人们的有关认识。雒建斌院士研究团队在固-     

美国试验更安全、更简单的火箭燃料：铝冰

据中国航天新闻网2009年9月24日报道，复旦大学聚合物分子工程教育部重点实验室彭慧胜教授领衔的课题组，将环境敏感的高分子与碳纳米管形成复合式纤维，发展了具有电致变色的新型智能材料。该材料有望在军事、航空航天、光电器件等领域具有重要的应用前景。     

PBO/SWNT复合纤维的合成与性能

利用原位聚合法成功制备了聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)/单壁碳纳米管(SWNT)复合物,并用干喷湿纺法对聚合物进行了纺制.SWNT采用强氧化性酸处理,形成羧基化的单壁碳纳米管(SWNT-COOH).用拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、强度测定、热重分析等分别对SWNT、PBO/SWNT复合纤维进行了表征.研究表明,碳纳米管经过酸处理后,表面含有较多的羟基和羧基官能团.PBO/SWNT复合纤维保持了PBO纤维的优异耐高温性能,纤维拉伸强度与同条件下PBO纤维相比提高了50%.     

原位聚合法制备多壁碳纳米管-聚对苯撑苯并双噁唑纳米复合材料

采用强氧化性酸处理多壁碳纳米管(MWNTs),形成官能化的多壁碳纳米管(FMWNTs),用傅立叶红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)对处理前后MWNTs的表面官能团进行了分析,并利用原位聚合法成功制备了FMWNTS-PBO纳米复合材料。结果表明,碳纳米管经过酸处理后,表面含有较多羰基和羟基的极性官能团,FMWNTs-PBO纤维的钩接强度比同条件下PBO纤维的钩接强度高出30%。文中给出了FMWNTs和PBO低聚物的聚合机理。     

2014年世界航天发展的重要趋势与进展

2014年,世界主要航天国家强化空间领域的战略谋划,推动航天军民融合式发展。美国航天领域的经费投入虽有所降低,但仍继续保持航天技术创新能力的领先地位,重点发展可能"改变未来游戏规则"的航天技术。其他国家紧紧围绕保障其空间战略利益,积极谋求在空间领域的优势地位。卫星应用系统建设取得新进展,军事航天装备发展更加重视提高其抗毁能力,深空探测成为空间竞争的重要领域,航天技术创新发展不断取得新突破。     

中国成功制备世界最长碳纳米管

<正>据中国航天网2013年7月17日消息,清华大学魏飞教授团队近日成功制备出单根长度达半米以上的碳纳米管,创造了新世界纪录,这也是目前一维纳米材料长度的最高值。相关内容在线发表在国际著名期刊《纳米》(美国化学学会)上。碳纳米管是迄今发现的力学性能最好的材料之一,其单位质量上的拉伸强度是     

条形碳化硅纤维的制备与性能

使用异形喷丝板通过熔融纺丝制备出条形聚碳硅烷原纤维,然后经不熔化及高温烧成得到条形碳化硅纤维。通过X射线衍射仪分析了条形碳化硅纤维的构成、强度及电磁性能。结果表明,条形碳化硅纤维主要由β-SiC和无定形SiC组成,纤维的当量直径为20~31μm,拉伸强度为0.8~2.4 GPa,介电常数实部ε′为6.2~6.8,虚部ε″为2.5~3.3。条形碳化硅纤维可用作结构吸波材料。     

美国航空航天局碳纳米管研究取得重要进展

正2017年5月,美国航空航天局(NASA)研制的碳纳米管复合材料压力容器(COPV)搭乘探空火箭进行试验以测试力学性能。同年,NASA研发的多功能碳纳米管复合材料结构制造工艺开始迈入商业应用阶段。这些进展标志着碳纳米管复合材料航天产品力学结构部件和多功能结构制造技术研究取得重要进展。碳纳米管及其复合材料有望推动航天材料甚至航天器设计、制造和任务能力的变革。     

一种轻质管束穿孔板吸声结构声学特性试验研究

管束穿孔板吸声结构具有低频调谐吸声能力,但现有管束穿孔板吸声结构质量较大,限制了其在对运载效率有极高要求的火箭上应用。为此,在常规管束穿孔板吸声结构的基础上,提出一种轻质管束穿孔板吸声结构构型,设计了2种吸声频段互补的结构单元,并对其开展吸声及隔声测试。测试结果表明,轻质管束穿孔板吸声结构在100～500 Hz频段内吸声系数基本上都在0.5以上,隔声量提升达5.1 dB;此外,轻质管束穿孔板吸声结构的密度仅为18 kg/m³,相对于传统管束穿孔板吸声结构减重达80%。     

碳纳米管增强YAST微晶玻璃连接C/C复合材料与LAS陶瓷

采用多壁碳纳米管(MWCNTs)增强YAST(Y2O3-Al2O3-SiO2-TiO2)微晶玻璃中间层的方法,以期改善LAS陶瓷/C-C复合材料接头的力学性能。实验中,采用原位生成碳纳米管和直接加入碳纳米管2种方法,制备出具有不同含量碳纳米管的中间层粉体,并将这些玻璃粉体作为中间层对C/C复合材料与LAS陶瓷进行热压连接。利用SEM、XRD等测试手段对接头的断口形貌、断口的物相组成进行了分析。研究结果表明,原位生成的碳纳米管在微晶玻璃基体中具有更好的分散性,其中间层断面具有明显的碳纳米管拔出现象,且无明显的贯穿性裂纹,其接头的平均剪切强度达到26.07 MPa。     

“高分三号”卫星在太空监测亚厘米级地面沉降

正2017年3月,中国空间技术研究院"高分三号"卫星总指挥兼总师张庆君带领团队,联合武汉大学地球空间信息技术协同创新中心/英国纽卡斯尔大学李振洪教授团队,在合成孔径雷达干涉测量(In SAR)研究领域取得重要成果,获取了高质量重轨干涉合成孔径雷达(SAR)试验数据,生成了我国第一幅"高分三号"卫星干涉SAR影像,并从影像中提取到亚厘米级地面沉降信息,实现了我国卫星SAR影像干     

聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维制备及性能研究

采用4,6-二氨基间苯二酚(DAR)与对苯二甲酸(TPA)缩聚的方法制备PBO聚合物溶液,在180~200℃使聚合物形成液晶态,利用干喷湿纺制法制备纤维。采用DSC、Raman及XRD等方法对纤维进行表征。制备的纤维与商品纤维相比,具有相同的结构和热性能,但表面形貌和强度有差异;两种纤维具有6个相同的主要Raman光谱带,但制备纤维的峰面积较小。制备的PBO纤维热降解温度达650℃,热牵伸处理可使纤维的模量提高至240~300 GPa。     

聚对苯撑苯并双嗯唑（PBO）纤维制备及性能研究

采用4，6-二氨基间苯二酚（DAR）与对苯二甲酸（TPA）缩聚的方法制备PBO聚合物溶液，在180—200℃使聚合物形成液晶态，利用干喷湿纺制法制备纤维。采用DSC、Raman及XRD等方法对纤维进行表征。制备的纤维与商品纤维相比，具有相同的结构和热性能，但表面形貌和强度有差异；两种纤维具有6个相同的主要Raman光谱带，但制备纤维的峰面积较小。制备的PBO纤维热降解温度达650℃，热牵伸处理可使纤维的模量提高至240～300GPa。     

碳纳米管混杂环氧树脂/T700复合材料的力学性能

为了在现有原材料体系的基础上提高由树脂基体主导的复合材料力学性能,将碳纳米管与环氧树脂混合制备纳米复合树脂基体,再与T700炭纤维增强体复合,经模压成型碳纳米管混杂多尺度复合材料.实验中,采用超声工艺使碳纳米管分散于环氧树脂中,毛细管实验和金相显微镜分析结果表明,在20 kHz和30 min时,碳纳米管分散均匀,纳米复...     

“资源一号”02E星红外相机探测器成像验证方法研究

"资源一号"02E卫星配置的红外相机采用红外探测器组件,其阵列的规模达到了8000像元。该红外探测器技术难度大,实施工艺复杂,需要突破超长线列芯片微组装技术、高性能长波材料及器件制备技术等一系列关键技术。"资源一号"02E星不具备投产验证产品进行验证的条件,因此采用一步正样的研制模式。对研制风险较大的红外相机来说,需要在方案阶段利用现有的光学系统构建实验装置,对探测器噪声等效温差、MTF等重要性能指标进行等效验证,早期发现红外探测器的不足,提升相机的定量化成像水平。文章在"委内瑞拉遥感二号"(简称"委遥二号")卫星光学系统的基础上,对该系统与02E星红外相机的差异进行了比对分析,提出了实验参数的优化更改方案。构建了以"委遥二号"相机光学系统与02E星红外探测器组成的实验验证系统,对噪声等效温差和MTF等关键指标进行了实验验证。实验表明,文章提出的实验方法具有较好的测试等效性和精度,可以用于红外探测器在方案阶段的早期指标测试验证。     

空间科学规划及对航天运输系统的需求

空间科学不仅能够推动我国在基础科学研究领域取得重大科学突破,还能够有效牵引、带动航天高新技术的发展。中国科学院空间科学战略性先导科技专项是"十二五"时期我国空间科学领域最重要的系统性进展,开启了中国空间科学发展的新篇章。"十三五"时期,我国将继续研制、发射一系列新的空间科学卫星,这对航天运输系统提出了新的技术发展需求。发展空间科学必将推动我国的航天强国、世界科技强国建设进程。     

高温超导滤波器在电磁抗干扰中的技术和应用

滤波器作为通信系统射频前端的关键部件,其性能举足轻重。在射电天文观测的频段,高温超导薄膜材料的表面电阻比普通金属材料低至少两个数量级，因此，采用高温超导材料能够设计并加工出性能卓越的射频滤波器。特别是射电天文望远镜对电磁抗干扰的实际需求越来越迫切,使得具有电磁抗干扰能力的陷波滤波器的研究备受关注。研究团队长期从事该领域的研究,并已取得一些研究成果。文章从不同谐振器结构类型以及频率特性等方面，介绍了研究团队在该领域的研究和设计工作，以及在射电天文电磁抗干扰中发挥的作用。     

国产低导热PAN基碳纤维制备及其在绝热材料的应用

为拓展碳纤维在绝热材料领域的应用,将实验室自制原丝通过低温炭化工艺制备得到了低导热聚丙烯腈(PAN)基碳纤维,分析了该碳纤维的化学组成、微观结构、表面形貌、热性能和力学性能等;并制备了低导热碳纤维增强酚醛树脂橡胶基绝热材料,探讨其热性能和烧蚀性能的变化规律和影响因素。结果表明,采用低温炭化,碳纤维的碳元素含量和结晶度相对较低,导致其热性能和力学性能较差,其中热导率最大可比MT300碳纤维降低46.9%,但有利于绝热材料的制备。炭化温度为900℃时,碳纤维绝热材料的热导率比MT300碳纤维绝热材料降低23.4%,线烧蚀率提高39.5%。该材料的制备工艺及关键性能参数可为国产碳纤维在固体火箭发动机内热防护领域的应用提供借鉴和参考。