Doorbraak in Chinese basaltvezelindustrie stimuleert ontwikkeling in de lucht- en ruimtevaart

Technologische doorbraken

• Innovatief spindopontwerp: De geoptimaliseerde trapeziumvormige binnenholte en de nauwkeurige, verdeelde temperatuurregeling van de spindop maken een stabiele productie van ultrafijne vezels met diameters kleiner dan 6 μm mogelijk, waardoor de fluctuatiecoëfficiënt van de vezeldiameter wordt verlaagd.

• Gradiënt smelttrekproces: Het gradiëntsmelttrekproces van Mingshi New Material heeft de treksterkte en de elasticiteitsmodulus van de vezels verbeterd.

• Oppervlaktemodificatietechnologie:Deze technologie biedt biocompatibiliteit, biomimetische osteo-integratie en Corrosiebestendigheid naar de vezels.

Lucht- en ruimtevaarttoepassingen

• Materiaalprestaties: Basaltvezelbiedt een breed scala aan temperaturen op lange termijn en een sterke directe hogetemperatuurbestendigheid, waardoor de structurele stabiliteit behouden blijft bij extreme temperatuurverschillen. Hoge sterkte en lichtgewicht eigenschappen zorgen voor gewichtsvermindering en verbeterde slagvastheid van structurele componenten van ruimtevaartuigen.

• Thermische bescherming: BasaltvezelVersterkte keramische matrixcomposieten worden gebruikt voor de thermische beschermingslaag van terugkeercapsules, waardoor het gewicht en de thermische geleidbaarheid worden verlaagd om temperatuurschommelingen in de cabine te beheersen. De thermische isolatielaag van de cabine van de Chang'e 6-lander verbeterde ook de temperatuurstabiliteit van de apparatuur.

• Ruimtevaartuigstructuren en componenten: Lichtgewicht structurele componenten, zoals satellietbeugels, kunnen het gewicht verminderen, de levensduur verlengen en de lanceerkosten verlagen. Hittebestendige componenten kunnen de bedrijfstemperaturen van motoren verhogen, de brandstofefficiëntie verbeteren en de levensduur van de rotorbladen verlengen, waardoor ze geschikt zijn voor raketbrandstoftoevoersystemen.

• In-situ maanproductie: Basaltvezel Kan worden gebruikt om bouwmaterialen te produceren uit lokale grondstoffen op de maan, waardoor transportkosten worden verlaagd. De thermische beschermingslaag van ruimtepakken, gemaakt van deze vezel, is bestand tegen extreme omstandigheden, beschermt tegen kosmische straling, vermindert het gewicht en verbetert de mobiliteit.

Industrieel ecosysteem

• Productie- en kostenconcurrentievermogen: China is verantwoordelijk voor het grootste deel van de wereld basaltvezel productie, met een aanzienlijke capaciteit en een toenemend aandeel ultrafijne vezels. De sterke kostenconcurrentie leidt tot een voortdurende toename van de marktpenetratie binnen de markt voor hoogwaardige composietmaterialen.

• Technologische innovatie en normen: Continue doorbraken in kerntechnologieën worden aangestuurd door samenwerking tussen meerdere onderzoeksteams om industrialisatie te bevorderen. China heeft een groot aantal gerelateerde patenten aangevraagd en loopt daarmee voorop bij het vaststellen van internationale normen en het creëren van technologische barrières.

• Wereldwijde marktuitbreiding: De producten worden naar vele landen geëxporteerd en hebben een aanzienlijk marktaandeel in diverse sectoren. Mingshi New Material heeft een servicecentrum in Duitsland opgericht om deel te nemen aan internationale samenwerkingsprojecten.

Toekomstige trends

• Intelligente materialen: Intelligente thermoresponsieve materialen kunnen automatisch hun thermische isolatie-eigenschappen aanpassen, terwijl zelfherstellende coatingtechnologie de betrouwbaarheid in de ruimte kan verbeteren.

• Geavanceerde productie: 3D-printen met maanregolietvezels maakt de snelle bouw van maanbases mogelijk. Ultrahogetemperatuur keramische matrixcomposieten zijn geschikt voor bemande Mars-ruimtevaartuigen.

• Duurzame ontwikkeling: Een gesloten recyclingtechnologie kan de recyclingsnelheid van afgedankte vezels verhogen en de sterkte van gerecyclede vezels behouden. De toepassing van biobased harsen kan de ophoping van ruimtepuin voorkomen.

De massaproductie van ultrafijne basaltvezels op micrometerschaal van duizend ton markeert een sprong voorwaarts voor China op het gebied van hoogwaardige anorganische vezels. De toepassing ervan in de lucht- en ruimtevaartsector pakt de prestatieproblemen van traditionele materialen aan. Met voortdurende technologische vernieuwing en capaciteitsuitbreiding staat basaltvezel op het punt een gangbare keuze te worden voor lucht- en ruimtevaartmaterialen, wat een essentiële ondersteuning vormt voor China's ontwikkeling tot een belangrijke ruimtemacht en het bereiken van zijn "dubbele koolstofdoelstellingen".