“天宮一號”即將升空 高科技涂料保駕護(hù)航

2011-09-22 | 來源：中國涂料在線 | 作者：

   2011年9月20日，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，晴空萬里。9時整，“天宮一號”端坐在70米高的長征二號F運載火箭上，沿著一條1500米長的無縫鐵軌，經(jīng)過1小時7分鐘的移動，順利轉(zhuǎn)運至發(fā)射場。至此，備受矚目的“天宮一號”，正式進(jìn)入發(fā)射倒計時。

      天宮一號是中國首個空間實驗室的名稱，中國將于2010年—2011年底發(fā)射“天宮一號”目標(biāo)飛行器，分別與神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船對接。從而建立第一個中國空間實驗室。中國載人航天工程新聞發(fā)言人2011年9月20日宣布，天宮一號將于9月27日至30日在酒泉擇機發(fā)射。天宮一號目標(biāo)飛行器、長征二F運載火箭組合體已轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)。

火箭涂料飛速發(fā)展

      現(xiàn)代航天技術(shù)飛速發(fā)展，中國、美國、俄羅斯等國家都有自己穩(wěn)定的火箭系列?；鸺潜姸喔呖萍技夹g(shù)的集合體，其中高科技特種涂料則為火箭穿上一層薄而堅韌的保護(hù)衣。

都知道要把人造衛(wèi)星送入太空，需要推力很大的宇宙火箭，并且要求火箭的飛行速度達(dá)到每秒8公里以 上才行。在這樣快的速度下，火箭外殼與大氣摩擦將會產(chǎn)生上千度的高溫。與此同時，當(dāng)火箭發(fā)動機工作時，還要噴出幾千度的高溫氣流，這樣一來，火箭就得承受攝氏幾千度的高溫。一般來說，火箭的外殼是用鈦合金、鈹合金和鋁合金等材料做成的，而這些合金材料很容易傳熱。要是火箭的外殼直接接觸這樣的高溫，那么火 箭外殼的強度將會大大減弱，幾千度的高溫就很快傳到火箭內(nèi)部，燒壞火箭的各種自動控制儀器和電子元件，火箭也就無法按預(yù)定的軌道正常飛行。為了防止幾千度的高溫傳入火箭內(nèi)部，使火箭內(nèi)的各種儀表正常工作，人們想辦法給火箭外殼涂上一層又輕又薄的特種涂料——耐燒蝕隔熱涂料。涂上這種涂料，就好比給火箭穿上了一件石棉衣服，火箭在大氣中飛行就安全無恙了。

新型科技護(hù)航火箭發(fā)射

      大 多數(shù)涂料是以有機樹脂為基料的。它為什么在高溫時，會有不燃燒和隔熱的性能呢？科學(xué)家通過長期的科學(xué)實驗，發(fā)現(xiàn)只要合成一種含有硅、磷、氮、硼、氯等元素的有機樹脂，它就具有耐高溫和自熄的特性。如果再在這類耐高溫的樹脂中，加入一些無機填料（如二氧化硅、云母粉、碳硼纖維等）和升華物質(zhì)（如氧化硒、硫化 汞等），就可以制得一種既耐高溫又有良好隔熱性能的涂料。

      這 種特種涂料可以采用一般的涂刷、噴、刮的方法，把它緊密地覆蓋在火箭的外殼上。當(dāng)火箭在大氣中高速飛行時，火箭外殼和氣流摩擦所產(chǎn)生的熱量，使涂層中的升華物質(zhì)漸漸揮發(fā)，與此同時，耐高溫有機樹脂形成了微孔的碳化層。在這個過程中，雖然涂料表面消融了，但也帶走了部分熱量。留下的碳化層就好象一道隔熱的屏 障，把外界大部分熱量隔絕掉。

當(dāng)然，火箭在高速飛行時，氣流有可能把這層碳化層沖走，但是涂層的厚度是根據(jù)火箭飛行時間，涂料消融速度和涂層的隔熱效果設(shè)計的。沖走了一層碳化層，它還“后繼有人”，下面沒有碳化的涂層又開始“赴湯蹈火”，直到火箭完成飛行使命為止。

支撐火箭順利升空的支架涂料

      筆者了解到其實塔架上用的漆和其它鋼結(jié)構(gòu)沒什么兩樣，太原重工承建的西昌發(fā)射塔架以前用的涂料是醇酸漆。火箭發(fā)射時四周圍的支架可能受到短時高溫沖擊，會融化掉一些。要在周圍幾根柱子上涂些高溫漆，防止高溫讓支架損毀嚴(yán)重，在以前火箭四周使用的是耐高溫鋁粉漆。

      筆者現(xiàn)在就來介紹下火箭支架的保護(hù)者高溫漆是一種能長期或短期內(nèi)在高溫表面工作的保護(hù)，具有普通油漆不具備的優(yōu)良耐熱性！目前最為常用的高溫漆種類要數(shù)有機硅元素類高溫漆和無機耐高溫漆，有機硅樹脂是一種能經(jīng)受200-1000度的高溫，無機高溫漆可以長時間耐溫1700℃，且覺有絕緣等特性的樹脂，是在制備高溫漆時不(coatingol)可缺少的一類原材料！因此如果要

了解高溫漆就必須先了解有機硅高溫樹脂：

      硅樹脂是一種熱固性的塑料，它最突出的性能之一是優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性。250℃加熱24小時后,硅樹脂失重僅為2～8%。硅樹脂另一突出的性能是優(yōu)異的電絕緣性能,它在寬的溫度和頻率范圍內(nèi)均能保持其良好的絕緣性能。一般硅樹脂的電擊穿強度為50千伏／毫米，體積電阻率為1013～1015歐姆厘米，介電常數(shù)為3，介電損耗角正切值在10-30左右。此外，硅樹脂還具有卓越的耐潮、防水、防銹、耐寒、耐臭氧和耐候性能，對絕大多數(shù)含水的化學(xué)試劑如稀礦物酸的耐腐蝕性能良好，但耐溶劑的性能較差。

火箭涂料作為高科技的涂料，為我國高科技事業(yè)做出了自己的貢獻(xiàn)。