Katmanlı Bazalt Ultra İnce İpliklerin ve Kumaşlarının Ay Araştırmalarında Uygulanması

Wuhan Tekstil Üniversitesi Yeni Tekstil Malzemeleri ve Gelişmiş İşleme Ulusal Anahtar Laboratuvarı'ndan Profesör Xia Zhigang ve Akademisyen Xu Weilin'in, Profesör Tao Guangming ile işbirliği içinde hazırladığı "Ergonomik Koruyucu Uzay Tekstilleri için Hiyerarşik Bazalt Metaiplik" başlıklı araştırma makalesi Matter dergisinde yayınlandı. Yeni tekstil malzemeleri ve gelişmiş işleme alanındaki bu araştırma grubu, ilk kez "koaksiyel spiral sargılı eğirme" adı verilen çekirdek eğirme teknolojisini önerdi. Bu teknoloji, ultra ince ölçekte bazalt lifinin tahrip edici olmayan, düşük torklu, yüksek kaliteli ve büyük ölçekli eğirme, dokuma ve uygulama zorluklarını ele alıyor. Bu, yüksek sertlik ve yüksek kırılganlığa sahip inorganik elyaf malzemelerinin büyük ölçekli, cilt dostu ve esnek tekstil işlenmesi için yeni bir yol açarak, karmaşık ve aşırı ortamlarda dayanacak yüksek performanslı koruyucu malzemelere olan acil ihtiyacı karşılamak üzere seri üretime olanak tanıyor. Havacılık ve Uzay Makalenin ilk yazarı Profesör Xia Zhigang, sorumlu yazarları ise Akademisyen Xu Weilin ve Profesör Tao Guangming'dir. Makale, dergi kapağı makalesi olarak seçilmiştir.

Hiyerarşik yapının uygulanması bazalt ultra ince iplik Ay keşiflerinde kullanılan kumaşlar, gelecekteki insanlı uzay göçü için kritik bir senaryo oluşturmaktadır. Bu hiyerarşik bazalt ultra ince iplik, esneklik, yüksek mukavemet ve mükemmel stabilite özelliklerine sahiptir ve uzayda güçlü güneş radyasyonuna ve aşırı sıcaklık değişimlerine etkili bir şekilde direnen yumuşak kumaşlara dokunabilir. Bu araştırma, kırılgan inorganik bazalt lifini pratik, ergonomik olarak koruyucu uzay tekstillerine dönüştürmek için yeni bir yönteme öncülük etmektedir.

Son yıllarda, küresel derin uzay araştırmaları ve ticari havacılık alanındaki hızlı gelişmelerle birlikte, sektörün talebi de artmıştır. HafifAşırı çevre koşullarına dayanıklı malzemelere olan talep önemli ölçüde arttı.Bazalt lifiVolkanik kayadan elde edilen bazalt lifi, düşük maliyet, yüksek sıcaklık dayanımı, yüksek ısı yalıtımı, radyasyon direnci, korozyon direnci ve dumansız yanmazlık gibi belirgin avantajlara sahip olup, demiryolu taşımacılığı, özel koruma ve inşaat mühendisliği dahil olmak üzere birçok alanda rekabetçi bir kullanım alanı bulmaktadır. Bununla birlikte, yüksek sertliği ve yüksek modülü nedeniyle ultra ince ölçekte kırılgan kırılmaya karşı oldukça hassastır; geleneksel yüksek torklu eğirme de lif hasarına ve mukavemette keskin bir düşüşe neden olarak, "tahribatsız, düşük torklu, tamamen kaplı, cilt dostu ve esnek" yüksek kaliteli iplik elde edilmesini uzun vadeli bir "darboğaz" sorunu haline getirmiş ve bazalt lifinin tekstil uygulama sistemine girmesini engellemiştir.

Teknoloji Gelişim Zaman Çizelgesi

Bu teknik darboğazı çözmek ve aşırı koruma uygulamalarının ihtiyaçlarını karşılamak için, yerli bir şirket Wuhan Tekstil Üniversitesi'nden Profesör Xia Zhigang'ın ekibiyle iş birliği yaptı. İplik eğirme, iplik üretimi, dokuma ve boyama dahil olmak üzere tüm endüstriyel süreci ele aldılar:

• 2019: İlk kez tahribatsız ambalajlama yöntemi önerildi.

• 2020: İlk cilt dostu ürünü başarıyla geliştirdi. bazalt elyafından yapılmış ısıya dayanıklı kumaş.

• 2021: Giyim kumaşlarında kullanılan ultra ince bazalt lifi için hassas kontrollü çekme teknolojisi geliştirildi.

• 2022: Laboratuvar, yüksek kaliteli, düşük torklu, tahribatsız, tamamen kaplı, yüksek oranlı bir malzemeyi başarıyla tasarladı ve üretti. bazalt lifi ince iplik.

• 2023: Bazalt lifinin tahribatsız, tam kapsamlı iplik haline getirilmesi için uygun olan tüm endüstriyel proses ve ekipman setinin istikrarlı bir şekilde çalışması.

• 2023'ten Günümüze: Süreçlerin ve ekipmanların sürekli optimizasyonu ve iyileştirilmesi, üretim siparişlerinin alınması ve aşırı koruma senaryoları için yüksek kaliteli bazalt elyaf koruyucu kumaşların geliştirilmesi.

• 2024: Wuhan Tekstil Üniversitesi tarafından geliştirilen bazalt lifinden yapılmış Çin ulusal bayrağı, Chang'e-6 göreviyle Ay'ın uzak tarafında başarıyla dalgalandırıldı ve bu da bazalt esaslı aşırı koruyucu kumaşlara olan ilgiyi ve uygulama alanının genişlemesini daha da artırdı.

• 2025: Çin Hangyu Yaşam Destek Ekipmanları Şirketi Havacılık Motoru Kuruluşu ve Wuhan Tekstil Üniversitesi Akademisyen Xu Weilin'in iplik ekibi tarafından ortaklaşa bir "Bazalt Elyaf Çağı" inovasyon ekibi kuruldu. Ekip, ham maddeden tekstil ürünlerine kadar bazalt elyafın tüm zincirdeki havacılık ve uzay uygulamalarının genişletilmesine yönelik derinlemesine araştırma ve tanıtım çalışmalarına odaklanarak, uluslararası uzay bilimi sınırlarını ve önemli ulusal stratejik ihtiyaçları ele almayı amaçlamaktadır.

İnovasyon ve Performans

Profesörler Xu Weilin, Xia Zhigang ve Tao Guangming'in yanı sıra Shang Lulu, Xu Ao ve Zhang Shiliang gibi yüksek lisans öğrencilerinin önderliğindeki ekip, mevcut teknolojiyi sürekli olarak yeniledi ve geliştirdi. Tahribatsız, düşük torklu iplik oluşumu ve çok seviyeli istikrarlı kaplama gibi önemli teknik ve ekipman yeniliklerinin üstesinden gelerek "koaksiyel spiral sargılı iplik eğirme" teknolojisine öncülük ettiler.

Endüstriyel ölçekte, sürekli olarak çok katmanlı, organik-inorganik kompozit, cilt dostu, esnek bazalt meta-yapısal iplik (Metayarn) üretimi gerçekleştirdiler.

• Üretilen Metayarn'ın mukavemeti, orijinal bazalt filamentine kıyasla %27,76 oranında artmıştır.

• İpliğin artık torku, diğer ticari ipliklere kıyasla önemli ölçüde azaltılarak, cilde dost, esnek Metayarn ürünlerinin doğrudan örülmesine veya dokunmasına olanak sağlandı.

Karmaşık ve zorlu havacılık ve uzay ortamlarıyla karşı karşıya kalan Metayarn ürünleri, olağanüstü çevresel uyum yeteneği ve yapısal sağlamlık sergiler:

• Esnek ürünün mukavemeti azalmadı, aksine arttı., 200°C'de sıvı azotla sürekli yıkama, 300°C'de sıcak hava ile yıkama ve uzun süre güçlü güneş ışınlarına maruz bırakma sonrasında.

• 1300°C'lik bir alevle yakıldıktan sonra bile yapısal bütünlüğünü korudu.

• Metayarn örgü ürünleri, kopma anında %25'e kadar uzama özelliğine sahiptir. %421.

• 30 derecenin altında bile mükemmel alev geciktirici ve yangına dayanıklılık özelliklerini korurlar.%"Konfor ve koruma"nın bütünleşik işlevini gerçekleştirmek.