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歐美歐固體火箭外殼，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

多級(jí)固體火箭在發(fā)射及飛行中，發(fā)動(dòng)機(jī)殼體將受到發(fā)射時(shí)的高溫燃?xì)獾臒崃骱痛┏龃髿鈱訒r(shí)氣動(dòng)加熱的影響。此外，新一代固體戰(zhàn)略導(dǎo)彈為了輕量化的設(shè)計(jì)需求，采用了全碳/碳噴管，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，熾熱的碳/碳噴管輻射到殼體后封頭的熱量可使該部位的溫度達(dá)到350°C左右，倘若不加以防護(hù)，殼體會(huì)因過(guò)熱而失效，嚴(yán)重危機(jī)殼體結(jié)構(gòu)的完整性。

有研究表明，傳統(tǒng)的耐高溫殼體材料需求密度低、導(dǎo)熱系數(shù)小、伸率大等，例如氯磺化聚乙烯橡膠（CMS）因具有獨(dú)特的耐熱、耐侯、阻燃性能，是用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體外絕熱層的理想材料之一。

更了進(jìn)一步使航天飛行器擁有更好的飛行性能，始終保持輕量化為設(shè)計(jì)的需求，需求殼體耐高溫性能更強(qiáng)，為此人們通過(guò)在復(fù)合材料中添加功能性填料，來(lái)提高殼體的外絕熱性，以保護(hù)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體免受燃?xì)?、氣?dòng)加熱和輻射加熱的影響。

填料是決定隔熱材料熱物理性能的重要因素。由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)比一般固體物質(zhì)小得多。所以，增加材料的孔隙率，形成微觀發(fā)泡結(jié)構(gòu)，將有利于降低材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

因此，人們通過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)在填料中加入一定量的空心微珠，實(shí)際上是將空氣以一種可重復(fù)的方式加入到了材料中，以形成一種類(lèi)似于發(fā)泡的結(jié)構(gòu)，這樣，填料的好處是比發(fā)泡更容易控制且簡(jiǎn)單。同時(shí)，由于空心微珠的加入，材料的密度也會(huì)隨之下降，這樣有利于降低發(fā)動(dòng)機(jī)的消極質(zhì)量。

大連義邦引入的E-SPHERES?空心陶瓷微珠是一種輕質(zhì)中空陶瓷球形填料，與陶瓷的組分相似，有助于提高航天火箭殼體耐高溫性，防護(hù)因過(guò)熱而帶來(lái)的失效可能。

作為新型無(wú)機(jī)粉末填料已被逐漸用于新一代陶瓷基復(fù)合材料，由于空心陶瓷微珠具有壁薄、中空正球體，主要成分由二氧化硅和三氧化鋁組成，可改善材料的密度及導(dǎo)熱系數(shù)大幅下降，同時(shí)不會(huì)對(duì)材料的力學(xué)性能造成影響。

E-SPHERES?空心陶瓷微珠耐高溫可達(dá)1700°，其獨(dú)特的性能而具有多種應(yīng)用，由于真空，其中每個(gè)粒子幾乎呈完美的球形，表面積大，材料本身的熱傳到系數(shù)很低，可以反射更多的熱輻射。而且，其還呈多層球體排列，使熱輻射不能沿直線傳導(dǎo)，經(jīng)過(guò)層層削弱后，熱輻射遠(yuǎn)低于普通的隔熱材料。

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