Réteges bazalt ultrafinom fonalak és szöveteik alkalmazása a holdkutatásban

A „Hierarchikus bazalt metafonal ergonomikus védőtéri textíliákhoz” című kutatási cikket a Matter folyóiratban publikálta Xia Zhigang professzor és Xu Weilin akadémikus, a vuhani Textilipari Egyetem Új Textilanyagok és Fejlett Feldolgozás Nemzeti Kulcslaboratóriumának munkatársai, Tao Guangming professzorral együttműködve. Ez az új textilanyagokat és fejlett feldolgozást kutató csoport javasolta először a magfonású fonási technológiát, a „koaxiális spirális tekercsfonást”, amely a bazaltszálak roncsolásmentes, alacsony nyomatékú, kiváló minőségű és nagyméretű fonásával, szövésével és ultrafinom léptékű alkalmazásával kapcsolatos kihívásokra ad választ. Ez új utat nyit a nagy merevségű és nagy ridegségű szervetlen szálas anyagok nagyméretű, bőrbarát és rugalmas textilfeldolgozása előtt, lehetővé téve a tömeggyártást, hogy kielégítse a nagy teljesítményű védőanyagok iránti sürgető igényt, amelyek ellenállnak a komplex és extrém környezeteknek. Repülőgépipar területen. A cikk első szerzője Xia Zhigang professzor, a levelező szerzők pedig Xu Weilin akadémikus és Tao Guangming professzor. A cikket folyóirat címlapcikknek választották.

A hierarchikus elven alapuló bazalt ultrafinom fonal és szöveteinek holdkutatásban való felhasználása kritikus forgatókönyv a jövőbeli emberes űrmigráció szempontjából. Ez a hierarchikus bazalt ultrafinom fonal rugalmasságot, nagy szilárdságot és kiváló stabilitást kínál, és puha szövetekké szőhető, amelyek hatékonyan ellenállnak az erős napsugárzásnak és az űrben bekövetkező szélsőséges hőmérséklet-ingadozásoknak. Ez a kutatás úttörő munkát végez egy új módszerben a törékeny szervetlen bazaltrost praktikus, ergonomikus védelmet nyújtó űrtextíliákká alakítására.

Az elmúlt években a globális mélyűrkutatás és a kereskedelmi repülőgépipar gyors fejlődésével az iparág iránti kereslet... Könnyűsúlyú, a szélsőséges környezeti hatásoknak ellenálló anyagok iránti kereslet meredeken megnőtt.BazaltszálA vulkáni kőzetből származó bazaltfonal kiemelkedő előnyökkel rendelkezik, mint például az alacsony költség, a magas hőmérséklettel szembeni ellenállás, a kiváló hőszigetelés, a sugárzásállóság, a korrózióállóság és a füstmentes gyúlékonyság, ami versenyképes alkalmazást vonz számos területen, beleértve a vasúti közlekedést, a különleges védelmet és az építőmérnöki tevékenységet. Azonban a nagy merevsége és nagy modulusa miatt rendkívül érzékeny a rideg törésre az ultrafinom méretekben; a hagyományos nagy nyomatékú fonás szálkárosodást és a szilárdság hirtelen csökkenését is okozza, aminek eredményeként a „roncsolásmentes, alacsony nyomatékú, teljesen bevont, bőrbarát és rugalmas” kiváló minőségű fonal hosszú távú „szűk keresztmetszetet” okoz, amely korlátozza a bazaltrost bejutását a textilalkalmazási rendszerbe.

Technológiai fejlesztési idővonal

Ennek a technikai szűk keresztmetszetnek a megoldására és a szélsőséges védelmi alkalmazások igényeinek kielégítésére egy hazai vállalat együttműködött Xia Zhigang professzor csapatával a Vuhani Textilipari Egyetemen. A teljes ipari folyamatot lefedték, a fonástól, fonalkészítéstől, szövéstől a festésig:

• 2019: Első javaslat roncsolásmentes tekercselő fonásra.

• 2020: Sikeresen kifejlesztették az első bőrbarát bazalt szálas hővédő szövet.

• 2021: Precíziósan vezérelt nyújtási technológia kidolgozása ruházati szövetekben használt ultrafinom bazaltszálakhoz.

• 2022: A laboratórium sikeresen tervezett és megfont kiváló minőségű, alacsony nyomatékú, roncsolásmentes, teljesen fedett, nagy arányú csöveket. bazaltszálas finom fonal.

• 2023: A bazaltszálak roncsolásmentes, teljes lefedettségű szálképzésére alkalmas teljes ipari folyamat- és berendezéskészlet stabil működése.

• 2023-tól napjainkig: Folyamatos folyamatok és berendezések optimalizálása és fejlesztése, gyártási megrendelések felvétele, valamint kiváló minőségű bazaltszálas védőszövetek fejlesztése extrém védelmi forgatókönyvekhez.

• 2024: A Csang'e-6 misszió sikeresen kiterítette a Hold túlsó oldalán a bazaltrostból készült kínai nemzeti zászlót, amelyet a Vuhani Textilipari Egyetem fejlesztett ki, ami tovább növelte a bazalt extrém védőszövetek iránti figyelmet és alkalmazásuk bővülését.

• 2025: A kínai Hangyu Life Support Equipment Co., Ltd. Aero-Engine Corporation és Xu Weilin akadémikus fonócsapata közösen megalapította a „Bazaltszál korszaka” innovációs csapatot. A csapat elkötelezett a bazaltszál teljes láncú repülőgépipari alkalmazásának bővítésének mélyreható kutatása és előmozdítása iránt, a nyersanyagoktól a textiltermékekig, a nemzetközi űrtudományi határterületeket és a főbb nemzeti stratégiai igényeket kielégítve.

Innováció és teljesítmény

A Xu Weilin, Xia Zhigang és Tao Guangming professzorok, valamint olyan végzős hallgatók vezetésével, mint Shang Lulu, Xu Ao és Zhang Shiliang, a csapat folyamatosan újított és fejlesztette a jelenlegi technológiát. Úttörő szerepet játszottak a „koaxiális spirális tekercseléses fonás” technológiájában, túlszárnyalva a kulcsfontosságú technikai és berendezési újításokat, mint például a roncsolásmentes, alacsony nyomatékú fonalképzés és a többszintű stabil befedés.

Ipari méretű, folyamatos gyártást értek el többszintű, szerves-szervetlen kompozit, bőrbarát, rugalmas bazalt metaszerkezetű fonalból (Metayarn).

• Az előállított Metayarn szilárdsága 27,76%-kal nőtt az eredeti bazaltszálhoz képest.

• A fonal maradék nyomatéka jelentősen csökkent a többi kereskedelmi forgalomban kapható fonalhoz képest, lehetővé téve a közvetlen kötést vagy szövést bőrbarát, rugalmas Metayarn termékekké.

A Metayarn termékek komplex és extrém repülőgépipari környezetekkel szemben kiemelkedő környezeti alkalmazkodóképességet és szerkezeti stabilitást mutatnak:

• A rugalmas termék szilárdsága nem csökkent, hanem inkább nőtt, 200°C-os folyékony nitrogénnel, 300°C-os forró levegővel történő folyamatos öblítés és erős napsugárzásnak való hosszan tartó kitettség után.

• Szerkezeti épségét megőrizte, miután egy 1300 °C-os láng perzselte.

• A Metayarn kötött termékek szakadási nyúlása akár 421%.

• Kiváló lángállóságot és tűzállóságot biztosítanak még 30 fok alatt is%, elérve a "kényelem és védelem" integrált funkcióját.