Matumizi ya Vitambaa Vizuri vya Basalt Vilivyowekwa Tabaka na Vitambaa vyake katika Utafutaji wa Mwezi

Karatasi ya utafiti yenye kichwa "Kihierarkia ya basalt metayarn kwa ajili ya nguo za anga za kinga zenye ergonomic" ilichapishwa katika jarida la Matter na timu ya Profesa Xia Zhigang na Msomi Xu Weilin kutoka Maabara ya Kitaifa ya Muhimu ya Vifaa Vipya vya Nguo na Usindikaji wa Kina katika Chuo Kikuu cha Nguo cha Wuhan, kwa ushirikiano na Profesa Tao Guangming. Kundi hili la utafiti la vifaa vipya vya nguo na usindikaji wa hali ya juu lilipendekeza kwanza teknolojia ya kuzunguka kwa msingi "kuzunguka kwa koaxial spiral wrap," ambayo inashughulikia changamoto za kuzunguka, kusuka, na kutumia nyuzi za basalt kwa kiwango kisichoharibu, chenye moment ya chini, ubora wa juu, na kikubwa kwa kiwango cha juu. Hii inafungua njia mpya kwa ajili ya usindikaji wa nguo wa kiwango kikubwa, rafiki kwa ngozi, na unaonyumbulika wa vifaa vya nyuzi zisizo za kikaboni zenye ugumu wa juu na kung'aa sana, na kuruhusu uzalishaji wa wingi kukidhi hitaji la haraka la vifaa vya kinga vyenye utendaji wa juu ili kuhimili mazingira magumu na yaliyokithiri katika Anga ya anga uwanja. Mwandishi wa kwanza wa karatasi hii ni Profesa Xia Zhigang, na waandishi wanaolingana ni Msomi Xu Weilin na Profesa Tao Guangming. Karatasi hiyo ilichaguliwa kama makala ya jalada la jarida.

Matumizi ya kihierarkia uzi laini wa basalt na vitambaa vyake katika uchunguzi wa mwezi ni hali muhimu kwa uhamiaji wa anga za juu wa binadamu katika siku zijazo. Uzi huu wa tabaka laini la basalt una unyumbufu, nguvu ya juu, na uthabiti bora, na unaweza kusukwa katika vitambaa laini ambavyo vinapinga kwa ufanisi mionzi kali ya jua na mabadiliko makubwa ya halijoto angani. Utafiti huu unaanzisha njia mpya ya kubadilisha nyuzinyuzi zisizo za kikaboni za basalt kuwa vitambaa vya anga vya vitendo, vinavyolinda mazingira.

Katika miaka ya hivi karibuni, pamoja na maendeleo ya haraka ya uchunguzi wa kina wa anga za juu duniani na anga za kibiashara, mahitaji ya sekta ya Nyepesi, nyenzo zinazostahimili mazingira kupita kiasi zimeongezeka sana.Nyuzinyuzi za basalt, inayotokana na mwamba wa volkeno, ina faida kubwa kama vile gharama ya chini, upinzani wa halijoto ya juu, insulation ya juu ya joto, upinzani wa mionzi, upinzani wa kutu, na kutowaka bila moshi, na kuvutia ushindani katika nyanja nyingi ikiwa ni pamoja na usafiri wa reli, ulinzi maalum, na uhandisi wa umma. Hata hivyo, ugumu wake wa asili na moduli ya juu huifanya iwe rahisi kuvunjika kwa urahisi kwa kiwango kidogo sana; mzunguko wa jadi wa torque ya juu pia husababisha uharibifu wa nyuzi na kushuka kwa kasi kwa nguvu, na kusababisha kufanikiwa kwa uzi wa ubora wa juu "usioharibu, usio na torque ya chini, uliofunikwa kikamilifu, rafiki kwa ngozi, na unaonyumbulika" kuwa tatizo la muda mrefu la "kikwazo" ambalo huzuia nyuzi za basalt kuingia kwenye mfumo wa matumizi ya nguo.

Muda wa Maendeleo ya Teknolojia

Ili kutatua kikwazo hiki cha kiufundi na kukidhi mahitaji ya matumizi makubwa ya ulinzi, kampuni ya ndani ilishirikiana na timu ya Profesa Xia Zhigang katika Chuo Kikuu cha Nguo cha Wuhan. Walishughulikia mchakato mzima wa viwanda, kuanzia kusokota, kutengeneza uzi, kusuka, hadi kupaka rangi:

• 2019: Usokotaji wa kufunga usioharibu uliopendekezwa kwanza.

• 2020: Nilifanikiwa kutengeneza kifaa cha kwanza kinachofaa kwa ngozi kitambaa cha kinga ya joto cha nyuzi za basalt.

• 2021: Teknolojia ya kuchora iliyodhibitiwa kwa usahihi kwa nyuzi laini za basalt zinazotumika katika vitambaa vya nguo ilifanikiwa.

• 2022: Maabara ilibuni na kusokota kwa ufanisi ubora wa juu, torque ya chini, isiyoharibu, iliyofunikwa kikamilifu, yenye uwiano wa juu uzi mwembamba wa nyuzi za basalt.

• 2023: Uendeshaji thabiti wa seti kamili ya michakato na vifaa vya viwandani vinavyofaa kwa ajili ya mzunguko usioharibu na wa kufunika kikamilifu nyuzi za basalt.

• 2023 hadi Sasa: ​​Uboreshaji endelevu na uboreshaji wa michakato na vifaa, kupokea maagizo ya uzalishaji, na kutengeneza vitambaa vya kinga vya nyuzi za basalt vya hali ya juu kwa ajili ya hali mbaya za ulinzi.

• 2024: Bendera ya taifa ya China iliyotengenezwa kwa nyuzi za basalt, iliyotengenezwa na Chuo Kikuu cha Nguo cha Wuhan, ilifunuliwa kwa mafanikio upande wa mbali wa Mwezi na misheni ya Chang'e-6, ikikuza zaidi umakini na upanuzi wa vitambaa vya kinga vya basalt.

• 2025: Timu ya uvumbuzi ya "Basalt Fiber Era" ilianzishwa kwa pamoja na Shirika la Aero-Engine la China Hangyu Life Support Equipment Co., Ltd. na timu ya kusokota ya Msomi Xu Weilin katika Chuo Kikuu cha Wuhan Textile. Timu hiyo imejitolea kwa utafiti wa kina na uendelezaji wa upanuzi kamili wa matumizi ya anga za juu wa nyuzi za basalt, kuanzia malighafi hadi bidhaa za nguo, kushughulikia mipaka ya sayansi ya anga za juu ya kimataifa na mahitaji makubwa ya kimkakati ya kitaifa.

Ubunifu na Utendaji

Wakiongozwa na Maprofesa Xu Weilin, Xia Zhigang, na Tao Guangming, pamoja na wanafunzi wahitimu kama vile Shang Lulu, Xu Ao, na Zhang Shiliang, timu hiyo iliendelea kubuni na kuboresha teknolojia ya sasa. Walianzisha teknolojia ya "kuzunguka kwa koaxial spiral wrap", wakishinda uvumbuzi muhimu wa kiufundi na vifaa kama vile uundaji wa uzi usioharibu, wenye moshi mdogo na uimara wa ngazi nyingi.

Walifanikisha uzalishaji endelevu wa uzi wa meta-structural wa basalt meta-structural (Metayarn) wa viwango vingi, wa kikaboni-isiyo ya kikaboni, rafiki kwa ngozi, na unaonyumbulika kwa kiwango cha viwanda.

• Nguvu ya Metayarn iliyozalishwa iliongezeka kwa 27.76% ikilinganishwa na nyuzi asilia ya basalt.

• Kiwango kilichobaki cha nyuzi kilipunguzwa sana ikilinganishwa na nyuzi zingine za kibiashara, na kuruhusu kufuma moja kwa moja au kusuka bidhaa za Metayarn zinazofaa kwa ngozi na zinazonyumbulika.

Inakabiliwa na mazingira magumu na ya hali ya juu ya anga za juu, bidhaa za Metayarn zinaonyesha uwezo bora wa kubadilika kimazingira na uthabiti wa kimuundo:

• Nguvu ya bidhaa inayonyumbulika haikuoza, bali iliongezeka, baada ya kusugua mara kwa mara na nitrojeni kioevu kwa nyuzi joto 200, hewa moto kwa nyuzi joto 300, na kuathiriwa kwa muda mrefu na mionzi mikali ya jua.

• Ilidumisha uadilifu wa muundo baada ya kuchomwa na moto wa 1300°C.

• Bidhaa za Metayarn zilizosokotwa hurefuka wakati wa kuvunjika kwa hadi 421%.

• Hudumisha ucheleweshaji bora wa moto na upinzani wa moto hata chini ya nyuzi joto 30%, kufikia kazi jumuishi ya "faraja na ulinzi."