Aplikasi Benang Basalt Ultra-Halus Berlapis sareng Kainna dina Éksplorasi Bulan

Makalah panalungtikan anu judulna "Hierarchical basalt metayarn for ergonomic protective space textiles" dipedalkeun dina jurnal Matter ku tim Profesor Xia Zhigang sareng Akademisi Xu Weilin ti Laboratorium Kunci Nasional Bahan Tekstil Anyar sareng Pangolahan Lanjutan di Universitas Tekstil Wuhan, kerjasama sareng Profesor Tao Guangming. Grup panalungtikan pikeun bahan tékstil anyar sareng pamrosésan canggih ieu mimiti ngajukeun téknologi spinning inti "coaxial spiral wrap spinning," anu ngabahas tantangan spinning, anyaman, sareng aplikasi serat basalt anu henteu ngaruksak, torsi rendah, kualitas luhur, sareng skala ageung dina skala ultrafine. Ieu muka jalur anyar pikeun pamrosésan tékstil skala ageung, ramah kulit, sareng fleksibel tina bahan serat anorganik anu kaku sareng rapuh, anu ngamungkinkeun produksi massal pikeun minuhan kabutuhan anu mendesak pikeun bahan pelindung kinerja tinggi pikeun tahan lingkungan anu rumit sareng ekstrim dina. Dirgantara widang. Panulis munggaran ieu makalah nyaéta Profesor Xia Zhigang, sareng panulis anu saluyu nyaéta Akademisi Xu Weilin sareng Profesor Tao Guangming. Makalah ieu dipilih salaku artikel panutup jurnal.

Pamakéan hirarkis benang basalt ultrafine sareng lawonna dina éksplorasi bulan mangrupikeun skénario kritis pikeun migrasi luar angkasa manusa ka hareup. Benang basalt ultrafine hirarkis ieu ngagaduhan kalenturan, kakuatan anu luhur, sareng stabilitas anu saé, sareng tiasa ditenun kana lawon lemes anu sacara efektif nolak radiasi panonpoé anu kuat sareng fluktuasi suhu ekstrim di luar angkasa. Panalungtikan ieu ngarintis metode anyar pikeun ngarobih serat basalt anorganik anu rapuh janten tékstil luar angkasa anu praktis sareng ngajaga sacara ergonomis.

Dina sababaraha taun ka pengker, kalayan kamekaran anu gancang tina éksplorasi luar angkasa global sareng aerospace komérsial, paménta industri pikeun Enteng, bahan anu tahan lingkungan ekstrim parantos ningkat sacara dramatis.Serat basalt, anu asalna tina batuan vulkanik, ngagaduhan kaunggulan anu penting sapertos biaya anu murah, tahan suhu anu luhur, insulasi termal anu luhur, tahan radiasi, tahan korosi, sareng henteu gampang kabeuleum tanpa haseup, narik minat panggunaan kompetitif dina sababaraha widang kalebet transit karéta api, panyalindungan khusus, sareng rékayasa sipil. Nanging, kaku anu luhur sareng modulus anu luhur ngajantenkeun éta rentan pisan kana retakan rapuh dina skala ultrafine; pameuntasan torsi tinggi tradisional ogé nyababkeun karusakan serat sareng turunna kakuatan anu seukeut, anu ngahasilkeun kahontalna benang kualitas luhur "henteu ngaruksak, torsi rendah, katutupan pinuh, ramah kulit, sareng fleksibel" janten masalah "bottleneck" jangka panjang anu ngawatesan serat basalt asup kana sistem aplikasi tékstil.

Garis Waktu Pangwangunan Téknologi

Pikeun ngungkulan halangan téknis ieu sareng minuhan kabutuhan aplikasi panyalindungan anu ekstrim, hiji perusahaan domestik damel bareng sareng tim Profesor Xia Zhigang di Universitas Tekstil Wuhan. Aranjeunna ngungkulan sakumna prosés industri, ti mimiti mintal, ngadamel benang, anyaman, dugi ka ngawarnaan:

• 2019: Usul munggaran pikeun pameuntasan tanpa karusakan.

• 2020: Suksés ngembangkeun anu munggaran anu ramah kulit lawon pelindung termal serat basalt.

• 2021: Ngahontal téknologi gambar anu dikontrol sacara presisi pikeun serat basalt ultrahalus anu dianggo dina lawon pakean.

• 2022: Laboratorium ieu hasil ngarancang sareng muter kualitas luhur, torsi rendah, henteu ngaruksak, katutupan sapinuhna, proporsional luhur. benang halus serat basalt.

• 2023: Operasi anu stabil tina sakumpulan prosés sareng peralatan industri anu lengkep anu cocog pikeun pameuntasan serat basalt anu henteu ngaruksak sareng nutupan pinuh.

• 2023 dugi ka Ayeuna: Optimalisasi sareng perbaikan prosés sareng peralatan anu terus-terusan, nampi pesenan pikeun produksi, sareng ngembangkeun lawon pelindung serat basalt kelas luhur pikeun skenario perlindungan anu ekstrim.

• 2024: Bandéra nasional Cina anu didamel tina serat basalt, anu dikembangkeun ku Universitas Tekstil Wuhan, hasil dikibarkeun di sisi jauh Bulan ku misi Chang'e-6, anu langkung ningkatkeun perhatian sareng perluasan aplikasi lawon pelindung ekstrim basalt.

• 2025: Tim inovasi "Era Serat Basalt" diadegkeun babarengan ku Aero-Engine Corporation of China Hangyu Life Support Equipment Co., Ltd. sareng tim pemintalan Akademisi Xu Weilin di Universitas Tekstil Wuhan. Tim ieu dikhususkeun pikeun panalungtikan anu jero sareng promosi ékspansi aplikasi aerospace ranté pinuh tina serat basalt, ti bahan baku dugi ka produk tékstil, pikeun ngatasi wates élmu antariksa internasional sareng kabutuhan strategis nasional utama.

Inovasi sareng Kinerja

Dipingpin ku Profesor Xu Weilin, Xia Zhigang, sareng Tao Guangming, sareng mahasiswa pascasarjana sapertos Shang Lulu, Xu Ao, sareng Zhang Shiliang, tim ieu teras-terasan ngainovasi sareng ningkatkeun téknologi ayeuna. Aranjeunna ngarintis téknologi "coaxial spiral wrap spinning", ngungkulan inovasi téknis sareng peralatan konci sapertos formasi benang anu henteu ngaruksak, torsi rendah sareng panutup anu stabil multi-level.

Aranjeunna ngahontal produksi komposit organik-anorganik multi-tingkat, ramah kulit, benang meta-struktural basalt fléksibel (Metayarn) anu terus-terusan dina skala industri.

• Kakuatan benang Metayarn anu dihasilkeun ningkat 27,76% dibandingkeun sareng filamén basalt aslina.

• Torsi sésa benang éta ngurangan sacara signifikan dibandingkeun sareng benang komérsial anu sanés, ngamungkinkeun pikeun rajutan langsung atanapi anyaman kana produk Metayarn anu ramah kulit sareng fléksibel.

Nyanghareupan lingkungan aerospace anu rumit sareng ekstrim, produk Metayarn nunjukkeun adaptasi lingkungan sareng stabilitas struktural anu luar biasa:

• Kakuatan produk anu fléksibel henteu buruk, tapi ningkat, saatos dibilas terus-terusan nganggo nitrogén cair dina suhu 200°C, hawa panas dina suhu 300°C, sareng paparan radiasi panonpoé anu kuat salami lami.

• Éta tetep ngajaga integritas strukturalna saatos kaduruk ku seuneu 1300°C.

• Produk rajutan metayarn mibanda manjang nalika putus nepi ka 421%.

• Aranjeunna ngajaga résistansi seuneu anu saé sareng tahan seuneu sanajan di handapeun 30%, ngahontal fungsi terpadu "kanyamanan sareng panyalindungan".