聚硅氮烷:航天材料新突破,国产技术打破垄断
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在航空航天领域,材料的耐高温性能至关重要。近期,泉州万众化工研发的聚硅氮烷基复合材料取得重大突破,引发全球关注。
该材料通过极端环境测试,耐温性能突破 1500℃大关,已成功应用于新一代火箭发动机涂层。聚硅氮烷之所以能承受如此高温,得益于其独特的分子结构。以 Si-N 键为主链的聚硅氮烷在高温下会转化为陶瓷相(Si₃N₄/SiC),形成致密保护层,隔绝氧气侵蚀。
实测数据表明,在 1500℃氧乙炔焰烧蚀 30 秒,其质量损失仅 0.8%,而传统树脂涂层损失超 15%;经过 100 次热震循环(1200℃→室温)后无开裂,强度保持率>90%。
此前,高端聚硅氮烷技术长期被德国、日本企业垄断,单价高达 3000 元 / 公斤。如今,我国通过自主开发的液态前驱体转化工艺,将成本降低至 800 元 / 公斤,并实现年产百吨级量产。该材料已应用于卫星太阳能电池板防护涂层和高超音速飞行器热障系统。
专家展望,预计未来 5 年,聚硅氮烷将替代 60% 的航空有机硅材料,市场规模突破 50 亿元。聚硅氮烷作为一种高性能材料,其国产化进程的加速,不仅为我国航空航天事业提供了有力支撑,也将在更多高端领域发挥重要作用,助力我国相关产业迈向更高台阶。