膠接結構和復合材料在航天領域的應用

    1、在衛星上的應用  
    衛星在軌道運行時所處的環境與大氣層環境截然不同，這些環境有超高真空，可導致材料放氣，污染衛星上的光學儀器表面使材料性能退化；輻射會使所用材料劣化或表面層破壞；隕石或太空碎片撞擊，使表面材料破壞，這些問題都是選材時應予考慮的。據報導在衛星內部多延用航空結構膠赫劑，在衛星上應用的高溫膠在美國多以芳雜環聚酞亞胺、聚苯并咪哇、聚喳惡琳等為主，而在前蘇聯則以有機硅膠勃劑為主。長期可使用范圍300-400聶氏度,短期可到400-600聶氏度。在中繼通訊衛星上有上萬個太陽能電池感光片，都必須用有機硅粘接，因為采用膠接既可減輕質量又簡化了工藝，據報導在航天飛行設計和制造中每減輕1噸質量，就可增加60km的射程，可節省費用數萬美元，如美國土星S一II二級運載火箭就選用了52種膠黏劑。 
    復合材料在衛星上已廣泛應用達萬件之多，除了它的輕質高強特性外，更能確保尺寸穩定性和剛性，作為設計條件通過碳纖維環氧樹脂的線膨脹和合理的鋪層設計，可將復合材料的線膨脹系數縮小到接近零位，以確保構件的尺寸穩定性。由于衛星的喇叭天線暴露于太陽直射下，溫度達160攝氏度,而進人地球陰影內時則為-160攝氏度，反復冷熱交變循環，這就必須減少熱變形，才能保證天線鏡面的精度，衛星中的太陽能電池板廣泛地使用了絕緣的芳綸纖維復合材料面板制作的各種蜂窩構件。還有通訊衛星的推力管和支撐管也都普遍的應用了復合材料，實現了輕量化的效果。
    2、在航天飛機上的應用  
    航天飛機是宇宙空間站和地球之間來回飛行的聯絡工具，一般要求在10年內來回飛行100次，考慮要經過大氣層約20min，由于受空氣摩擦溫度高達2000攝氏度，所采用的膠黏劑有聚酞亞胺，長時間使用耐315攝氏度,短時間耐500-600攝氏度，氟化聚酞亞胺、聚苯并咪哇、氰基硅氧烷類(耐高溫密封劑)等。Oibiter號航天飛機的載荷艙門系用碳纖復合材料層壓板與Nomex紙芯材構成的大型蜂窩構件，長度18.3m，弧長4.6m的夾層結構，據說是目前大的碳纖復合材料構件。加拿大用復合材料制成長度為15m，直徑為38cm，自重為411kg的機械臂構件，在太空中可搬運29t的重物。在航天飛機的機翼前緣、副翼、襟翼、方向舵等部位都采用了石墨/聚酞亞胺復合材料可比使用鋁合金材料減輕26%。
    3、在宇宙飛船上的應用  
    發射宇宙飛船時，火箭通過大氣層飛向太空，由于表面與大氣層摩擦溫度很高，因此要在指令艙外側使用酚醛樹脂處理的石墨纖維/聚酞亞胺復合板作為燒蝕絕熱材料(可保證飛行器內儀器和操作人員正常工作)，內部使用酚醛一環氧勃合的復合材料蜂窩結構夾層，這就必然導致大量采用膠勃劑，阿波羅飛船用的液氫、液氧、液氮燃料，其貯槽不允許使用焊接，而必須采用耐超低溫聚氨醋、聚硅氧烷類膠黏劑粘接，氧燃燒時的火焰溫度高達10009C，必須采用在高溫下不燃燒的全氟丙二醇醚作為耐熱防水的密封劑。阿波羅飛船在月球著陸用的發動機，它的燃燒室就是用高硅氧增強酚醛樹脂制成的，而噴管是由玻璃纖維增強環氧樹脂制成的。  
    此外早期復合材料在航空技術中主要用于次受力結構，如彈頭燒蝕防熱層，隨著火箭和導彈技術的發展，以及復合材料的進展，先進的復合材料已廣泛用于承載結構，如火箭發動機殼體等。石墨/環氧復合材料減輕質量顯著。1987年美國飛馬運載火箭竟研制出完全復合材料的火箭，它的各級發動機、殼體、機翼尾翼、整流罩全部都使用了復合材料。