Применение многослойных базальтовых ультратонких нитей и тканей на их основе в исследовании Луны.

Научная статья под названием «Иерархическая базальтовая метапряжа для эргономичных защитных текстильных материалов для космических применений» была опубликована в журнале Matter группой профессоров Ся Чжигана и академика Сюй Вэйлиня из Национальной ключевой лаборатории новых текстильных материалов и передовых технологий обработки Уханьского текстильного университета в сотрудничестве с профессором Тао Гуанмином. Эта исследовательская группа по новым текстильным материалам и передовым технологиям обработки впервые предложила технологию прядения с сердечником «коаксиальное спиральное прядение», которая решает проблемы неразрушающего, низкомоментного, высококачественного и крупномасштабного прядения, ткачества и применения базальтового волокна в ультратонком масштабе. Это открывает новый путь для крупномасштабной, безопасной для кожи и гибкой обработки высокожестких и высокохрупких неорганических волокон, позволяя наладить массовое производство для удовлетворения острой потребности в высокоэффективных защитных материалах, способных выдерживать сложные и экстремальные условия окружающей среды. Аэрокосмическая отрасль В данной области исследований первым автором статьи является профессор Ся Чжиганг, а ответственными авторами — академик Сюй Вэйлинь и профессор Тао Гуанмин. Статья была выбрана в качестве главной статьи журнала.

Применение иерархических базальтовая ультратонкая пряжа Использование базальтовых волокон в лунных исследованиях является критически важным сценарием для будущей миграции человека в космос. Эта иерархическая базальтовая ультратонкая пряжа обладает гибкостью, высокой прочностью и превосходной стабильностью, и может быть соткана в мягкие ткани, эффективно противостоящие сильному солнечному излучению и экстремальным колебаниям температуры в космосе. Данное исследование представляет собой новаторский метод преобразования хрупкого неорганического базальтового волокна в практичные, эргономически защитные космические текстильные материалы.

В последние годы, в связи с быстрым развитием глобальных исследований дальнего космоса и коммерческой аэрокосмической отрасли, возрос спрос на продукцию этой индустрии. ЛегкийСпрос на материалы, устойчивые к экстремальным условиям окружающей среды, резко возрос.Базальтовое волокноБазальтовое волокно, получаемое из вулканических пород, обладает такими существенными преимуществами, как низкая стоимость, высокая термостойкость, отличная теплоизоляция, радиационная стойкость, коррозионная стойкость и негорючесть без дымообразования, что привлекает его к конкурентоспособному применению в различных областях, включая железнодорожный транспорт, специальную защиту и гражданское строительство. Однако присущая ему высокая жесткость и высокий модуль упругости делают его очень восприимчивым к хрупкому разрушению на ультрамелком уровне; традиционное высокоскоростное прядение также вызывает повреждение волокон и резкое снижение прочности, в результате чего получение высококачественной пряжи, "неразрушающей, с низким крутящим моментом, полностью покрытой, приятной для кожи и гибкой", становится долгосрочной проблемой, ограничивающей использование базальтового волокна в текстильной промышленности.

Хронология развития технологий

Для решения этой технической проблемы и удовлетворения потребностей в области экстремальной защиты отечественная компания в сотрудничестве с командой профессора Ся Чжигана из Уханьского текстильного университета взялась за весь производственный процесс, от прядения и изготовления пряжи до ткачества и окрашивания.

• 2019: Впервые предложен неразрушающий метод обмотки и прядения.

• 2020: Успешно разработан первый продукт, щадящий кожу. базальтовое волокно – термозащитная ткань.

• 2021: Разработана технология высокоточной контролируемой вытяжки сверхтонкого базальтового волокна, используемого в тканях для одежды.

• 2022 год: Лаборатория успешно разработала и изготовила высококачественные, низкомоментные, неразрушающие, полностью покрытые, высокопропорциональные материалы методом центрифугирования. базальтовое волокно, тонкая пряжа.

• 2023: Стабильная работа полного комплекса промышленных процессов и оборудования, подходящего для неразрушающего прядения базальтового волокна с полным покрытием.

• С 2023 года по настоящее время: Постоянная оптимизация и совершенствование процессов и оборудования, прием заказов на производство и разработка высококачественных защитных тканей из базальтового волокна для экстремальных условий эксплуатации.

• 2024 год: Китайский национальный флаг из базальтового волокна, разработанный Уханьским текстильным университетом, был успешно развернут на обратной стороне Луны в рамках миссии «Чанъэ-6», что еще больше привлекло внимание к базальтовым экстремальным защитным тканям и расширило сферу их применения.

• 2025 год: Инновационная группа «Эра базальтового волокна» была создана совместно компанией «Hangyu Life Support Equipment Co., Ltd.» (Корпорация авиационных двигателей Китая) и командой по прядению академика Сюй Вэйлиня из Уханьского текстильного университета. Группа занимается углубленными исследованиями и продвижением расширения применения базальтового волокна в аэрокосмической отрасли на всех этапах, от сырья до текстильной продукции, решая задачи международной космической науки и удовлетворяя основные стратегические потребности страны.

Инновации и производительность

Под руководством профессоров Сюй Вэйлиня, Ся Чжигана и Тао Гуанмина, а также аспирантов, таких как Шан Лулу, Сюй Ао и Чжан Шилян, команда постоянно внедряла инновации и совершенствовала существующие технологии. Они первыми разработали технологию «коаксиального спирального прядения», преодолев ключевые технические и технические препятствия, такие как неразрушающее формирование нити с низким крутящим моментом и многоуровневое стабильное покрытие.

Они добились промышленного масштаба и непрерывного производства многоуровневой органическо-неорганической композитной, приятной для кожи, гибкой базальтовой метаструктурной пряжи (Метаярн).

• Прочность полученной метайарны увеличилась на 27,76% по сравнению с исходной базальтовой нитью.

• Остаточный крутящий момент пряжи был значительно снижен по сравнению с другими коммерческими видами пряжи, что позволяет напрямую вязать или ткать изделия из Metayarn, приятные для кожи и гибкие.

Продукция Metayarn демонстрирует выдающуюся адаптивность к окружающей среде и структурную стабильность в сложных и экстремальных условиях аэрокосмической отрасли:

• Прочность гибкого изделия не снижалась, а, наоборот, возрастала., после непрерывной продувки жидким азотом при температуре 200 °C, горячим воздухом при температуре 300 °C и длительного воздействия сильного солнечного излучения.

• После воздействия пламени температурой 1300 °C конструкция сохранила свою целостность.

• Вязаные изделия из метапряжи обладают относительным удлинением при разрыве до 421%.

• Они сохраняют превосходную огнестойкость и огнестойкость даже при температуре ниже 30°C.%, обеспечивая комплексное сочетание функций «комфорта и защиты».