Ужыванне шматслаёвых базальтавых ультратонкіх нітак і іх тканін у даследаванні Месяца

2025-11-03

Даследчая праца пад назвай «Іерархічная базальтавая метапража для эрганамічнага ахоўнага касмічнага тэкстылю» была апублікавана ў часопісе Matter камандай прафесара Ся Чжыгана і акадэміка Сюй Вэйліня з Нацыянальнай ключавой лабараторыі новых тэкстыльных матэрыялаў і перадавой апрацоўкі Уханьскага тэкстыльнага ўніверсітэта ў супрацоўніцтве з прафесарам Тао Гуанмінам. Гэтая даследчая група па новых тэкстыльных матэрыялах і перадавой апрацоўцы ўпершыню прапанавала тэхналогію прадзення з асновай «кааксіяльнае спіральнае абгортачнае прадзенне», якая вырашае праблемы неразбуральнага, нізкакрутоўнага, высакаякаснага і маштабнага прадзення, ткацтва і прымянення базальтавага валакна ў ультратонкім маштабе. Гэта адкрывае новы шлях для маштабнай, бяспечнай для скуры і гнуткай тэкстыльнай апрацоўкі высокакалягкіх і высокаломкіх неарганічных валакністых матэрыялаў, што дазваляе масаваму вытворчасці задаволіць вострую патрэбу ў высокапрадукцыйных ахоўных матэрыялах, здольных вытрымліваць складаныя і экстрэмальныя ўмовы ў... Аэракасмічная прамысловасць поле. Першым аўтарам артыкула з'яўляецца прафесар Ся Чжыган, а адпаведнымі аўтарамі — акадэмік Сюй Вэйлінь і прафесар Тао Гуанмін. Артыкул быў абраны ў якасці вокладкі часопіса.

Прымяненне іерархічных базальтавая ультратонкая пража і яго тканіны ў даследаванні Месяца з'яўляюцца крытычна важным сцэнарыем для будучай касмічнай міграцыі чалавека. Гэтая іерархічная базальтавая ультратонкая пража адрозніваецца гнуткасцю, высокай трываласцю і выдатнай стабільнасцю, і з яе можна ткаць мяккія тканіны, якія эфектыўна супрацьстаяць моцнаму сонечнаму выпраменьванню і экстрэмальным ваганням тэмпературы ў космасе. Гэта даследаванне з'яўляецца піянерам новага метаду пераўтварэння далікатнага неарганічнага базальтавага валакна ў практычны, эрганамічна ахоўны касмічны тэкстыль.

У апошнія гады, з хуткім развіццём глабальных даследаванняў глыбокага космасу і камерцыйнай аэракасмічнай прамысловасці, попыт у галіны на Лёгкі, колькасць матэрыялаў, устойлівых да ўздзеяння экстрэмальных навакольнага асяроддзя, рэзка ўзрасла.Базальтавае валакноБазальтавая валакна, якая атрымліваецца з вулканічнай пароды, валодае такімі важнымі перавагамі, як нізкі кошт, высокая тэмпературная ўстойлівасць, высокая цеплаізаляцыя, радыяцыйная ўстойлівасць, каразійная ўстойлівасць і неўзгаральнасць без дыму, што прыцягвае канкурэнтаў для выкарыстання ў розных галінах, у тым ліку ў чыгуначным транспарце, спецыяльнай абароне і грамадзянскім будаўніцтве. Аднак, дзякуючы сваёй высокай калянасці і высокаму модулю пругкасці, яна вельмі схільная да далікатнага разбурэння ў ультратонкіх умовах; традыцыйнае прадзенне з высокім крутоўным момантам таксама выклікае пашкоджанне валокнаў і рэзкае зніжэнне трываласці, у выніку чаго атрыманне «неразбуральнай, з нізкім крутоўным момантам, цалкам пакрытай, прыемнай для скуры і гнуткай» высакаякаснай пражы становіцца доўгатэрміновай праблемай «вузкага месца», якая абмяжоўвае траплення базальтавага валакна ў тэкстыльную сістэму прымянення.

Храналогія развіцця тэхналогій

Каб вырашыць гэтую тэхнічную праблему і задаволіць патрэбы экстрэмальных ахоўных прымяненняў, айчынная кампанія супрацоўнічала з камандай прафесара Ся Чжыгана з Уханьскага тэкстыльнага ўніверсітэта. Яны авалодалі ўсім прамысловым працэсам, ад прадзення, вырабу пражы, ткацтва да фарбавання:

2019: Упершыню прапанавана неразбуральная абгорткавая тэхніка.
2020: Паспяхова распрацавана першая бяспечная для скуры цеплаахоўная тканіна з базальтавага валакна.
2021: Распрацавана тэхналогія дакладна кантраляванага выцягвання ультратонкага базальтавага валакна, якое выкарыстоўваецца ў тканінах для адзення.
2022: Лабараторыя паспяхова распрацавала і апрацоўвала высакаякасную, нізкакрутоўную, неразбуральную, цалкам пакрытую, высокапрапорцыйную цыліндрычную цыліндрыцу. тонкая пража з базальтавага валакна.
2023: Стабільная праца поўнага прамысловага комплексу працэсаў і абсталявання, прыдатнага для неразбуральнага прадзення базальтавага валакна з поўным пакрыццём.
2023 г. — цяперашні час: пастаянная аптымізацыя і ўдасканаленне працэсаў і абсталявання, прыём заказаў на вытворчасць і распрацоўка высакаякасных ахоўных тканін з базальтавага валакна для экстрэмальных сітуацый абароны.
2024: Кітайскі нацыянальны сцяг з базальтавага валакна, распрацаваны Уханьскім тэкстыльным універсітэтам, быў паспяхова разгорнуты на адваротным баку Месяца місіяй «Чан'э-6», што яшчэ больш прыцягнула ўвагу і пашырэнне прымянення базальтавых экстрэмальных ахоўных тканін.
2025: Кітайская карпарацыя па авіяцыйных рухавіках Hangyu Life Support Equipment Co., Ltd. і прадзільная каманда акадэміка Сюй Вэйліня з Уханьскага тэкстыльнага ўніверсітэта сумесна стварылі інавацыйную каманду «Эра базальтавага валакна». Каманда займаецца паглыбленымі даследаваннямі і прасоўваннем пашырэння поўнага ланцужка прымянення базальтавага валакна ў аэракасмічнай галіне, ад сыравіны да тэкстыльнай прадукцыі, вырашаючы міжнародныя праблемы касмічнай навукі і вырашаючы важныя нацыянальныя стратэгічныя патрэбы.

Інавацыі і прадукцыйнасць

Пад кіраўніцтвам прафесараў Сюй Вэйліня, Ся Чжыгана і Тао Гуанміна, а таксама такіх аспірантаў, як Шан Лулу, Сюй Ао і Чжан Шылян, каманда пастаянна ўкараняла інавацыі і ўдасканальвала існуючыя тэхналогіі. Яны былі піянерамі тэхналогіі «кааксіяльнага спіральнага прадзення», пераадолеўшы ключавыя тэхнічныя і абсталявальныя інавацыі, такія як неразбуральнае фарміраванне пражы з нізкім крутоўным момантам і шмат'яруснае стабільнае пакрыццё.

Яны дасягнулі прамысловай бесперапыннай вытворчасці шмат'яруснай, арганічна-неарганічнай кампазітнай, бяспечнай для скуры, гнуткай базальтавай метаструктурнай пражы (Metayarn).

Трываласць атрыманай метапражы павялічылася на 27,76% у параўнанні з зыходнай базальтавай ніткай.
Рэшткавы крутоўны момант пражы быў значна зніжаны ў параўнанні з іншымі камерцыйнымі пражамі, што дазваляе выкарыстоўваць вязанне або пляценне з выкарыстаннем пражы Metayarn, якая з'яўляецца зручнай для скуры і мае гнуткую структуру.

Сутыкаючыся са складанымі і экстрэмальнымі аэракасмічнымі ўмовамі, прадукцыя Metayarn дэманструе выдатную адаптыўнасць да навакольнага асяроддзя і структурную стабільнасць:

Трываласць гнуткага вырабу не знізілася, а наадварот павялічылася, пасля бесперапыннай прамыўкі вадкім азотам пры тэмпературы 200°C, гарачым паветрам пры тэмпературы 300°C і працяглага ўздзеяння моцнага сонечнага выпраменьвання.
Ён захаваў структурную цэласнасць пасля апёку полымем пры тэмпературы 1300°C.
Трыкатажныя вырабы з метапражы маюць падаўжэнне пры разрыве да $421\%$ .
Яны захоўваюць выдатную вогнеўстойлівасць і вогнеўстойлівасць нават пры тэмпературы 30... $30\%$ , дасягаючы інтэграванай функцыі «камфорту і абароны».