
在當今科技飛速發展的時代,航空航天、高超音速飛行器和先進導彈系統等尖端領域取得了顯著的進展,然而,這些領域的發展也面臨著諸多挑戰,其中材料的耐高溫性能便是關鍵問題之一。

在航空航天領域,飛行器需要在極端環境下運行,如高空的低溫、高輻射以及高速飛行時產生的氣動加熱等。以高超音速飛行器為例,當飛行速度突破 Ma6 時,其表面與高速氣流發生劇烈的壓縮和摩擦作用,會產生大量熱量,導致飛行器表面溫度急劇升高。在這種高溫環境下,傳統的環氧樹脂基復合材料顯得力不從心。其玻璃化轉變溫度(Tg)約為 120–130℃,一旦工作溫度接近或超過這個范圍,材料就會迅速軟化,模量下降,結構承載能力急劇衰減,無法保證飛行器的結構完整性和安全性。
玻璃化轉變溫度(Tg)對于材料性能起著決定性作用。它是高分子材料從堅硬的 “玻璃態” 轉變為柔軟 “高彈態” 的臨界溫度。當材料處于玻璃態時,分子鏈段被凍結,具有較高的模量和強度,能夠承受較大的外力;而當溫度升高到 Tg 以上,分子鏈段開始運動,材料變得柔軟且有彈性,模量和強度大幅降低。對于航空航天等領域的關鍵部件來說,這種性能變化是極為致命的。
熱失重溫度同樣不可忽視,它通常指材料在加熱過程中質量損失 5% 時的溫度(Td?%),是判斷材料熱分解起始點的重要參數。在高溫環境下,若材料發生顯著失重,意味著其分子鏈開始斷裂、碳化。這不僅會使材料的力學性能喪失,還可能釋放出氣體,對飛行器內部的電子系統運行產生嚴重影響。例如,在先進導彈系統中,電子設備需要精確穩定地工作,材料釋放的氣體可能干擾電子信號,導致導彈的制導和控制出現偏差。

由此可見,對于新一代極端環境用復合材料而言,滿足 “Tg ≥ 400℃、熱失重 ≥ 550℃” 的指標已迫在眉睫。只有突破這一技術壁壘,才能為航空航天等領域的裝備提供更可靠的保障,使其在復雜惡劣的環境中穩定運行,拓展裝備的作戰邊界與可靠性。
國內高性能復合材料領軍企業——威盛新材料科技有限公司成功研發出一款兼具超高耐熱性與優異透波性能的纖維復合材料部件,實測數據顯示:Tg ≥ 402℃,熱失重起始溫度達558℃。
該產品是專為雷達罩、導引頭窗口、通信艙等需在高溫下保持信號通透性的場景設計。在確保結構強度的同時,其透波率也非常好,介電常數(Dk)≤4.1,介質損耗(Df)<0.007(10GHz),即使在400℃高溫環境下,介電性能仍保持穩定,有效避免信號衰減與相位畸變。
更令人矚目的是,該材料通過了長達1000小時的450℃熱老化試驗,強度保留率>85%,無開裂、無分層,展現出卓越的熱穩定性與抗熱震性能。目前已成功應用于某高超音速飛行器雷達整流罩經風洞與飛行驗證,在表面溫度高達520℃的極端工況下仍能保障雷達系統精準鎖定目標。

這一成果的背后,是威盛新材多年深耕高性能復合材料領域的技術積累。公司自成立以來始終聚焦碳纖維、玻璃纖維增強復合材料的研發與產業化,團隊成員們長期致力于材料科學的研究,對碳纖維、玻璃纖維等增強材料以及各類基體材料的性能特點、相互作用機制等進行了深入的研究和分析,積累了大量的實驗數據和技術經驗。通過對這些數據和經驗的不斷總結和歸納,研發團隊逐漸掌握了材料性能調控的關鍵技術,為新產品的研發奠定了堅實的基礎。
“Tg≥400℃不是實驗室數據,而是戰場環境下的生存底線。”威盛新材總工程師表示,“我們所做的,就是讓材料在極限溫度下依然‘清醒’、‘堅固’、‘透明’。”
未來,威盛新材將繼續向600℃以上耐溫等級發起挑戰,致力于打造中國高端復合材料的“硬核底座”。