إنجاز صناعة ألياف البازلت في الصين يعزز تطوير قطاع الطيران والفضاء

اختراقات تكنولوجية

• تصميم مبتكر للمغزل: لقد مكّن التجويف الداخلي شبه المنحرف الأمثل والتحكم الدقيق في درجة الحرارة الموزعة للمغزل من الإنتاج المستقر للألياف فائقة الدقة بأقطار أقل من 6 ميكرومتر، مما يقلل من معامل تذبذب قطر الألياف.

• عملية الصهر والسحب المتدرج: لقد عززت عملية السحب بالصهر المتدرج التي طورتها شركة مينغشي للمواد الجديدة قوة الشد ومعامل المرونة للألياف.

• تقنية تعديل الأسطح:تُضفي هذه التقنية التوافق الحيوي، والاندماج العظمي المحاكي للطبيعة، و مقاومة التآكل إلى الألياف.

تطبيقات الفضاء الجوي

• أداء المواد: ألياف البازلتيوفر نطاقًا واسعًا من درجات حرارة الاستخدام طويلة الأمد ومقاومة قوية فورية لدرجات الحرارة العالية، مما يحافظ على الاستقرار الهيكلي في ظل اختلافات درجات الحرارة القصوى. قوة عالية وتتيح الخصائص خفيفة الوزن تقليل الوزن وتحسين مقاومة الصدمات للمكونات الهيكلية للمركبات الفضائية.

• الحماية الحرارية: ألياف البازلتتُستخدم مركبات المصفوفة الخزفية المقواة في طبقة الحماية الحرارية لكبسولات العودة إلى الغلاف الجوي، مما يقلل الوزن والتوصيل الحراري للتحكم في تقلبات درجة الحرارة داخل المقصورة. كما ساهمت طبقة العزل الحراري في مقصورة مركبة الهبوط Chang'e 6 في تحسين استقرار درجة حرارة معداتها.

• هياكل ومكونات المركبات الفضائية: تساهم المكونات الهيكلية خفيفة الوزن، مثل حوامل الأقمار الصناعية، في تقليل الوزن، وإطالة عمر النظام، وخفض تكاليف الإطلاق. كما تساهم المكونات المقاومة لدرجات الحرارة العالية في رفع درجة حرارة تشغيل المحرك، وتحسين كفاءة استهلاك الوقود، وإطالة عمر الشفرات، مما يجعلها مناسبة لأنظمة توصيل وقود الصواريخ.

• التصنيع القمري في الموقع: ألياف البازلت يمكن استخدام هذه الألياف لإنتاج مواد البناء من الموارد المحلية على سطح القمر، مما يقلل تكاليف النقل. كما أن طبقة الحماية الحرارية في بدلات الفضاء، المصنوعة من هذه الألياف، قادرة على تحمل الظروف البيئية القاسية، والحماية من الأشعة الكونية، وتقليل الوزن، وتحسين الحركة.

النظام البيئي الصناعي

• القدرة التنافسية في الإنتاج والتكلفة: تمثل الصين غالبية سكان العالم ألياف البازلت تتميز الشركة بإنتاجها الكبير وقدرتها الإنتاجية العالية، فضلاً عن تزايد نسبة الألياف فائقة الدقة فيها. وتؤدي قدرتها التنافسية القوية من حيث التكلفة إلى زيادة مستمرة في حصتها السوقية ضمن سوق المواد المركبة عالية الجودة.

• الابتكار التكنولوجي والمعايير: تُحقق الصين إنجازات متواصلة في التقنيات الأساسية بفضل التعاون بين فرق بحثية متعددة لتعزيز التصنيع. وقد تقدمت الصين بطلبات للحصول على عدد كبير من براءات الاختراع ذات الصلة، مما يضعها في طليعة الدول في وضع المعايير الدولية وخلق حواجز تكنولوجية.

• التوسع في السوق العالمية: تُصدّر منتجات الشركة إلى العديد من الدول، وتحظى بحصة سوقية كبيرة في مختلف المجالات. وقد أنشأت شركة مينغشي للمواد الجديدة مركز خدمة في ألمانيا للمشاركة في مشاريع التعاون الدولي.

الاتجاهات المستقبلية

• المواد الذكية: يمكن للمواد الذكية المستجيبة للحرارة أن تضبط خصائص العزل الحراري الخاصة بها تلقائيًا، بينما يمكن لتقنية الطلاء ذاتي الإصلاح أن تحسن الموثوقية في بيئة الفضاء.

• التصنيع المتقدم: تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام ألياف تربة القمر إمكانية بناء قواعد قمرية بسرعة. وتُعدّ مركبات المصفوفة الخزفية فائقة الحرارة مناسبة لمركبات الفضاء المأهولة إلى المريخ.

• التنمية المستدامة: يمكن لتقنية إعادة التدوير ذات الحلقة المغلقة أن تزيد من معدل استعادة الألياف المهملة وتحافظ على قوة الألياف المعاد تدويرها. كما أن استخدام الراتنجات الحيوية يمكن أن يمنع تراكم الحطام الفضائي.

يمثل الإنتاج الضخم لألياف البازلت فائقة النعومة ذات الحجم الميكروني، والتي تصل إلى آلاف الأطنان، قفزة نوعية للصين في مجال الألياف غير العضوية عالية الأداء. ويُسهم استخدامها في قطاع الطيران في معالجة معضلات الأداء التي تعاني منها المواد التقليدية. ومع استمرار التطوير التكنولوجي وتوسيع القدرات الإنتاجية، تستعد ألياف البازلت لتصبح خيارًا رئيسيًا لمواد صناعة الطيران، مما يوفر دعمًا أساسيًا لمسيرة الصين نحو أن تصبح قوة فضائية عظمى وتحقيق أهدافها المتعلقة بخفض الانبعاثات الكربونية.