2022年3月29日,我國首型固液捆綁中型運載火箭長征六號改(以下簡稱“長六改”)在太原衛星發射中心成功發射,標誌著以液體芯級為主動力、以固體捆綁為助推動力的火箭,正式進入中國主流運載火箭領域,填補了中國航天動力技術的多個空白。上海交通大學材料科學與工程學院趙曉峰教授、郭芳威副教授團隊研發的新型熱振防護塗層材料成功實現在“長六改”運載火箭上的應用,助力中國航天發展。
“長六改”火箭點火升空
趙曉峰、郭芳威團隊在高溫熱防護塗層材料方麵深耕研究,與中國航天科技集團公司第八研究院開展合作,研發的某係列塗層材料已成功應用支撐了航天運輸領域多型運載火箭結構大麵積熱防護需求。此次“長六改”運載火箭上,團隊研發的新型熱振防護塗層材料得到成功應用。
新型熱振防護塗層的關鍵核心材料是團隊自主研發的層級結構多孔陶瓷微球,與傳統核殼陶瓷微球相比,該類微球的比強度及斷裂韌性顯著提升,熱導率顯著下降。作為隔熱填料,成功實現了隔熱和增強的雙重性能需求。材料的優異性能使新型熱振防護塗層的耐熱振性能比同類產品提升了1倍。攻克了在高溫和某隨機振動的熱載荷條件下,實現高溫隔熱溫差的難題。成本降低近60%,可在室溫條件下大麵積噴塗。該塗層成功應用在“長六改”多個艙段的防熱,占總艙段的61%,解決了熱振耦合載荷下鋁合金異形表麵低成本高效防熱的難題,保障了箭體內設備安全可靠運行。
“長六改”火箭圖
趙曉峰、郭芳威團隊開發的高溫熱防護塗層材料,目前已成功應用於我國航空、航天、核電及新能源汽車動力電池等構件安全防護。該團隊由國家級、省部級人才計劃等30餘人的中青年科研力量組成,承擔了國家級和省部級科技項目40餘項,在國際一流材料期刊發表論文60篇,國際會議邀請報告13次,多次獲得國家級和省部級創新成果獎等榮譽。
航空發動機高溫葉片熱障塗層
燃氣輪機葉片塗層
上海交通大學材料科學與工程學院將持續麵向國家創新驅動發展戰略,牢記使命,砥礪前行,主動對接科技自立自強的要求,將論文寫在祖國大地上。
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