航空航天领域对材料的性能要求极为严苛,硅橡胶因其独特的性能组合,在该领域发挥着不可替代的关键作用,然而,也面临着一系列技术挑战。
在航空航天飞行器的密封系统中,硅橡胶是核心材料之一。飞行器在高空飞行时,面临着极端的温度变化(从零下几十摄氏度到高温的气动加热环境)、强烈的紫外线辐射以及高真空等恶劣条件。硅橡胶密封件凭借其出色的耐高低温性能,能够在如此极端的温度范围内保持良好的弹性和密封性能,确保飞行器的舱体、燃油系统、液压系统等关键部位的密封,防止气体、液体泄漏,保障飞行器的安全运行。例如,在飞机发动机的燃油管路连接处,硅橡胶密封件能够承受高温燃油的侵蚀和振动,保证燃油输送的稳定性。在航天器的舱门密封中,硅橡胶密封件能够在高真空环境下,依然保持紧密的密封状态,防止太空环境对舱内设备和人员造成影响。
在航空航天电子设备的防护方面,硅橡胶也具有重要应用。电子设备在飞行过程中,需要抵御振动、冲击、潮湿以及电磁干扰等多种不利因素。硅橡胶具有良好的减震缓冲性能,能够有效吸收设备受到的振动和冲击能量,保护内部精密电子元件不受损坏。同时,其优异的电绝缘性能,能够为电子设备提供可靠的电气隔离,防止电磁干扰对设备性能的影响。例如,在卫星的电子设备封装中,硅橡胶被广泛用于填充和密封,保护电子元件免受太空环境的侵害,确保卫星在复杂的宇宙射线和电磁环境下能够稳定运行。
然而,硅橡胶在航空航天领域的应用也面临着诸多技术挑战。首先,在极端太空辐射环境下,硅橡胶的分子结构可能会发生变化,导致性能下降。因此,需要研发具有更高辐射抗性的硅橡胶材料,通过优化分子结构、添加特殊的辐射防护添加剂等方式,提高硅橡胶在太空辐射环境下的稳定性。其次,随着航空航天技术向更高性能、更轻量化方向发展,对硅橡胶的力学性能和轻量化要求也日益提高。如何在保证硅橡胶原有优异性能的基础上,进一步提高其强度、降低其密度,成为亟待解决的问题。此外,在一些特殊应用场景下,如超高速飞行器的热防护系统中,硅橡胶需要承受更高的温度和更复杂的热应力,这对硅橡胶的耐高温性能和热稳定性提出了更高的挑战,需要通过创新的材料配方和制备工艺来加以应对。
密封件专用加成型液体硅橡胶