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有机硅弹性体在航空领域有哪些应用呢

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有机硅弹性体在航空领域的应用广泛且关键,主要体现在密封、阻尼、电磁防护、耐火隔热、耐高温涂层及轻量化结构等方面,具体如下:

一、密封应用

  • 通用有机硅密封剂:在空气介质中的工作温度范围是-60~250℃,被广泛应用于对飞机结构件和电子设备的表面进行密封作业,以及对具有密封性能的成品进行修补性作业。例如,HM321高强度双组分缩合型有机硅密封剂的拉伸强度超过6.0MPa,拉断伸长率超过450%,对金属、有机玻璃表现出非常好的黏接性能,被广泛应用于飞机座舱风挡玻璃的密封性。
  • 耐高温有机硅密封剂:飞机发动机、后机身等高温工作区域需要使用耐高温的有机硅密封剂,以保证其即使在高温状态下也能保持良好的飞行状态。目前常用的有HM301耐高温有机硅密封剂、HM325高强度高硬度有机硅密封剂、HM306双组分有机硅密封剂和XY-602S胶黏剂。其中后两种密封剂可以承受的温度可以达到350℃,耐热性能很好,而且这些密封剂均具有良好的抗密闭降解性能,不需要在金属表面涂抹黏接底涂剂,就可以实现和完成黏接任务。
  • 氟硅密封剂:中国的HM804双组分氟硅密封剂是目前在航空工业领域应用最广泛、使用数量最多、制作工艺最成熟的氟硅密封剂,它的温度适用范围广,可以在-55~230℃取得较好的使用效果。其良好的耐高温、密闭降解性、电绝缘的性能,使其在飞机燃油系统中对电气元件进行灌封、黏接、密封操作具有良好的应用效果,因而得到大规模的使用。
  • 泡沫有机硅密封剂:是一种质量较轻、具有不同于通用材料的新的功能作用,表现出良好的应用效果的密封材料。具体的优势性能主要表现在优异的施工性能、耐高温、抗密闭降解性能、嵌缝施工性能、力学性能、耐高低温性能、吸收雷达波性能、热导热性能等,不同的泡沫有机硅密封剂表现出不同的优良性能。

二、阻尼减振

  • 阻尼减振橡胶主要是利用橡胶的阻尼的特点,来提高防振效果的材料,可有效避免和减少电子设备和仪器出现故障的几率,提高机械部件的使用寿命,从而提高飞机设备的精度和可靠性。
  • 硅橡胶的温度变化不明显,即使在室温环境或者附近环境下,其性能的变化也不是很明显,而且主链硅氧硅结构可以保证在很宽的温度范围(-50~200℃)内,保持其机械性能在稳定的状态下。因此,硅橡胶经常被用作航空领域中阻尼材料的第一选择,特别是在高应力和应变产生高热量的情况下。

三、电磁防护与密封

  • 导电有机硅的主要应用范围是飞机的电子设备舱、工作舱等部位有缝隙的地方,用其将所有需要密封的地方全部黏接起来,可以产生的作用效果是实现电磁防护和密封功能,确保飞机内电子设备防止电磁干扰,保证通信保密。
  • 目前,中国使用最广泛的导电硅橡胶材料是EC系列和EF系列。其中,EC系列是导电苯基硅橡胶,EF系列是导电氟硅橡胶。

四、耐火与隔热

  • 为了隔离潜在的可燃区域,如飞机发动机、辅助动力系统(APU)和导弹发射皮等部位,必须使用耐火和隔热的有机硅密封剂。目前,HM317阻燃有机硅密封剂和HM320低密度防火有机硅密封剂的应用最广泛。
  • HM317防火阻燃有机硅密封剂的工作温度为-55~204℃,阻燃性能达到FV-0级,3.2mm的密封剂经过1050~1150℃火焰燃烧15分钟,火焰不会穿透。
  • HM320低密度防火隔热有机硅密封剂的工作温度为-60~204℃,密度为0.8g/cm³,3.2mm厚的密封剂经过1050~1150℃火焰燃烧15分钟不会穿透,并有良好的隔热性能。

五、耐高温涂层

  • 硅树脂是一种具有高度交联结构的热固性聚硅氧烷体系,航空工业中的有机硅树脂主要用作耐高温涂料。例如飞机发动机等容易产生工作温度的部位,在经过长时间的运行工作后,温度上升至500℃,此时选用HM310硅树脂密封剂,所有部件在500℃高温下,持续运行36小时,也不会出现剥离、起泡、开裂现象,同时附着力还可以保持在1级水平,在1.0MPa压力试验下无泄漏发生,从而证明其具有良好的高温密封性能。

六、轻量化与结构增强

  • 有机硅弹性体可用于制造轻量化结构材料,如有机硅泡沫密封剂,它不仅质量轻,而且具有良好的缓冲性、隔热性、隔音性和可压缩性,是理想的轻质封装材料。
  • 此外,有机硅弹性体还可与其他材料复合,形成具有优异性能的复合材料,用于航空器的结构增强和功能提升。

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