在當今科技飛速發(fā)展的時代，航空航天、高超音速飛行器和先進導彈系統(tǒng)等尖端領域取得了顯著的進展，然而，這些領域的發(fā)展也面臨著諸多挑戰(zhàn)，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(huán)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(fā)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(huán)境下，傳統(tǒng)的環(huán)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(tài)” 轉變?yōu)槿彳?“高彈態(tài)” 的臨界溫度。當材料處于玻璃態(tài)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(shù)。在高溫環(huán)境下，若材料發(fā)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(tǒng)運行產生嚴重影響。例如，在先進導彈系統(tǒng)中，電子設備需要精確穩(wěn)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(xiàn)偏差。
由此可見，對于新一代極端環(huán)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(huán)境中穩(wěn)定運行，拓展裝備的作戰(zhàn)邊界與可靠性。
國內高性能復合材料領軍企業(yè)——威盛新材料科技有限公司成功研發(fā)出一款兼具超高耐熱性與優(yōu)異透波性能的纖維復合材料部件，實測數(shù)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(shù)(Dk)≤4.1，介質損耗(Df)<0.007(10GHz)，即使在400℃高溫環(huán)境下，介電性能仍保持穩(wěn)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(xiàn)出卓越的熱穩(wěn)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(tǒng)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(fā)與產業(yè)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(shù)據和技術經驗。通過對這些數(shù)據和經驗的不斷總結和歸納，研發(fā)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(fā)奠定了堅實的基礎。
“Tg≥400℃不是實驗室數(shù)據，而是戰(zhàn)場環(huán)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’?！?/p>
未來，威盛新材將繼續(xù)向600℃以上耐溫等級發(fā)起挑戰(zhàn)，致力于打造中國高端復合材料的“硬核底座”。
