Kerrostettujen basalttikuituisten ultrahienojen lankojen ja niiden kankaiden käyttö kuuntutkimuksessa

Tutkimusartikkeli nimeltä "Hierarkkinen basalttimetalanka ergonomisiin suoja-avaruustekstiileihin" julkaistiin Matter-lehdessä. Tutkimusryhmän jäsenet olivat professori Xia Zhigang ja akateemikko Xu Weilin Wuhanin tekstiiliyliopiston uusien tekstiilimateriaalien ja edistyneen prosessoinnin kansallisesta avainlaboratoriosta yhteistyössä professori Tao Guangmingin kanssa. Tämä uusien tekstiilimateriaalien ja edistyneen prosessoinnin tutkimusryhmä ehdotti ensimmäisenä ydinkehrättyä kehräystekniikkaa "koaksiaalinen spiraalikäärekehräys", joka vastaa basalttikuidun rikkomattoman, pienen vääntömomentin, korkealaatuisen ja laajamittaisen kehräyksen, kutomisen ja levityksen haasteisiin erittäin hienojakoisessa mittakaavassa. Tämä avaa uuden polun jäykkien ja hauraiden epäorgaanisten kuitumateriaalien laajamittaiseen, ihoystävälliseen ja joustavaan tekstiilien prosessointiin, mikä mahdollistaa massatuotannon, joka vastaa kiireelliseen tarpeeseen saada korkean suorituskyvyn suojamateriaaleja kestämään monimutkaisia ​​ja äärimmäisiä ympäristöjä. Ilmailu alalla. Artikkelin ensimmäinen kirjoittaja on professori Xia Zhigang, ja vastaavat kirjoittajat ovat akateemikko Xu Weilin ja professori Tao Guangming. Artikkeli valittiin tieteellisen lehden kansiartikkeliksi.

Hierarkkisen soveltaminen basaltin ultrahieno lanka ja sen kankaiden käyttö kuuntutkimuksessa on kriittinen skenaario tulevaisuuden ihmisten avaruusvaellukselle. Tämä hierarkkinen basaltista valmistettu ultrahieno lanka on joustavaa, lujaa ja erittäin vakaata, ja siitä voidaan kutoa pehmeitä kankaita, jotka kestävät tehokkaasti voimakasta auringonsäteilyä ja äärimmäisiä lämpötilanvaihteluita avaruudessa. Tämä tutkimus on edelläkävijä uuden menetelmän kehittämiseksi hauraan epäorgaanisen basalttikuidun muuttamiseksi käytännöllisiksi ja ergonomisesti suojaaviksi avaruustekstiileiksi.

Viime vuosina maailmanlaajuisen syvän avaruuden tutkimuksen ja kaupallisen ilmailun nopean kehityksen myötä alan kysyntä Kevytäärimmäisiä olosuhteita kestävien materiaalien käyttö on lisääntynyt jyrkästi.Basaltikuitu, joka on johdettu vulkaanisesta kivestä, omaa merkittäviä etuja, kuten alhaiset kustannukset, korkean lämpötilan kestävyys, hyvä lämmöneristyskyky, säteilynkestävyys, korroosionkestävyys ja syttymättömyys ilman savua, mikä houkuttelee kilpailukykyistä käyttöä useilla aloilla, kuten raideliikenteessä, erityissuojelussa ja maanrakennuksessa. Sen luontainen korkea jäykkyys ja korkea kimmokerroin tekevät siitä kuitenkin erittäin alttiin haurasmurtumille erittäin hienossa mittakaavassa; perinteinen suuren vääntömomentin kehruu aiheuttaa myös kuituvaurioita ja jyrkkää lujuuden laskua, minkä seurauksena "tuhoamattoman, pienen vääntömomentin, täysin peitetyn, ihoystävällisen ja joustavan" korkealaatuisen langan saavuttamisesta tulee pitkäaikainen "pullonkaulaongelma", joka rajoittaa basalttikuidun pääsyä tekstiilien sovellusjärjestelmään.

Teknologian kehityksen aikajana

Tämän teknisen pullonkaulan ratkaisemiseksi ja äärimmäisten suojaussovellusten tarpeiden täyttämiseksi kotimainen yritys teki yhteistyötä professori Xia Zhigangin tiimin kanssa Wuhanin tekstiiliyliopistossa. He käsittelivät koko teollisen prosessin kehräämisestä langanvalmistukseen, kutomisesta värjäykseen:

• 2019: Ensimmäinen ehdotus rikkomattomasta käärintäkehräyksestä.

• 2020: Ensimmäisen ihoystävällisen tuotteen kehittäminen onnistuneesti basalttikuituinen lämpösuojakangas.

• 2021: Saavutettiin tarkasti ohjattu vetotekniikka vaatekankaissa käytettävälle ultrahienolle basalttikuidulle.

• 2022: Laboratorio suunnitteli ja kehräsi onnistuneesti korkealaatuisia, pienen vääntömomentin omaavia, rikkomattomia, täysin peitettyjä ja suuriosuuksisia osia. basalttikuituinen hieno lanka.

• 2023: Basalttikuidun rikkomattomaan, täyden peiton omaavaan kehräykseen soveltuvien teollisten prosessien ja laitteiden vakaa toiminta.

• 2023–nykyhetki: Prosessien ja laitteiden jatkuva optimointi ja parantaminen, tuotantotilausten vastaanottaminen ja korkealaatuisten basalttikuituisten suojakankaiden kehittäminen äärimmäisiin suojaustilanteisiin.

• 2024: Wuhanin tekstiiliyliopiston kehittämä basalttikuidusta valmistettu Kiinan kansallislippu avattiin onnistuneesti Kuun toisella puolella Chang'e-6-lennolla, mikä lisäsi entisestään huomiota ja basaltista valmistettujen äärimmäisen suojakankaiden käyttöä.

• 2025: Aero-Engine Corporation of China Hangyu Life Support Equipment Co., Ltd. ja akateemikko Xu Weilinin kehruutiimi Wuhanin tekstiiliyliopistossa perustivat yhdessä "Basalttikuidun aikakauden" innovaatiotiimin. Tiimi on omistautunut basalttikuidun koko ketjun ilmailu- ja avaruussovellusten laajentamisen perusteelliseen tutkimukseen ja edistämiseen raaka-aineista tekstiilituotteisiin, vastaten kansainvälisiin avaruustieteen eturintamiin ja tärkeisiin kansallisiin strategisiin tarpeisiin.

Innovaatio ja suorituskyky

Professorien Xu Weilinin, Xia Zhigangin ja Tao Guangmingin sekä jatko-opiskelijoiden, kuten Shang Lulun, Xu Aon ja Zhang Shiliangin, johdolla tiimi kehitti ja paransi jatkuvasti nykyistä teknologiaa. He olivat edelläkävijöitä "koaksiaalisessa spiraalimaisessa kehruussa" ja ylittivät keskeiset tekniset ja laitteistoinnovaatiot, kuten rikkomattoman, pienen vääntömomentin omaavan langanmuodostuksen ja monitasoisen vakaan peittävyyden.

He saavuttivat teollisen mittakaavan, jatkuvan monikerroksisen, orgaanis-epäorgaanisen komposiittimateriaalin, ihoystävällisen ja joustavan basalttimetastruktuurilangan (Metayarn) tuotannon.

• Tuotetun Metayarnin lujuus kasvoi 27,76 % alkuperäiseen basalttifilamenttiin verrattuna.

• Langan jäännöskiertymä pieneni merkittävästi verrattuna muihin kaupallisiin lankoihin, mikä mahdollisti suoraneulonnan tai kutomisen ihoystävällisiksi ja joustaviksi Metayarn-tuotteiksi.

Metayarn-tuotteet osoittavat erinomaista ympäristön sopeutumiskykyä ja rakenteellista vakautta monimutkaisissa ja äärimmäisissä ilmailu- ja avaruusolosuhteissa:

• Joustavan tuotteen lujuus ei heikentynyt, vaan pikemminkin kasvoi, jatkuvan huuhtelun jälkeen nestemäisellä typellä 200 °C:ssa, kuumalla ilmalla 300 °C:ssa ja pitkäaikaisen altistuksen jälkeen voimakkaalle auringonsäteilylle.

• Se säilytti rakenteellisen eheytensä 1300 °C:n liekin polttamisen jälkeen.

• Metayarn-neuletuotteiden murtovenymä on jopa 421 %.

• Ne säilyttävät erinomaisen palonestokyvyn ja palonkestävyyden jopa alle 30 asteessa%, saavuttaen integroidun "mukavuuden ja suojan" toiminnon.