美国说非晶合金靠谱 面对流星体和人造碎片双重袭击的航天器用什么保护?


       航天器在空中遭到不明物体撞击的伤害可能是毁灭性的。但美国说他们科学家有新材料解决了这个难题。


       流星体是指存在于太阳系内高速运转的固体颗粒。而碎片是指宇宙空间中除正在工作的飞行器以外的人造物体。航天飞行器在这样的环境中运行,损伤难以忽视,因此,碎片问题不仅是设计和发射航天器时必须考虑的一个因素,也是维护空间环境安全的一个重要方面。




       美国NASA喷气推进实验室研制出可用于航天器微流星体轨道碎片防护的新型金属合金如块状玻璃合金(BMG,也称非晶态合金)及其复合材料。


       BMG 不但具有极高的强度和硬度、较低的密度,还易于成形。用柔性结晶相增强的BMG基复合材料,不仅保留了BMG的高硬度(比铝合金硬6倍) 、较低密度(是铝合金密度的1/2倍) 、低熔化温度(与铝合金相同) 等性能,使得采用BMG 作为航天器的防护屏,可有效地气化撞击进来的碎片,同时确保被撞击的局部防护屏易熔化或气化,从而阻止固体碎片撞击到航天器外壁。利用速度达7km/s 的铝弹丸对新防护屏和国际空间站现役防护屏(Kevlar 纤维制造) 进行比较,测试结果表明,新防护屏比传统防护屏能更有效减缓来自铝弹丸的冲击力。BMG及其复合材料能支撑大型薄板和面板,且具有极好的力学性能,有望成为未来航天器微流星体轨道碎片防护的优选材料。


       非晶中国大数据库信息表明:美国多年前就将块体非晶合金材料用在航空器上,效果十分显著。


       的确,非晶合金复合材料具有强度高、加工成形方便、抗腐蚀能力强等特点,科学家看好其广泛应用前景。


       目前国外大力发展的航天高性能复合材料除了块体非晶合金复合材料外,主要还包括树脂基复合材料、铝基复合材料和陶瓷基复合材料等。



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