中國民航大學本科生團隊研發了一種適用于氧化鋯與鈦合金專用耐高溫膠。該膠黏劑最高耐溫可達1200℃，室溫至1100℃范圍內的粘接強度均高于5兆帕，很好地解決了陶瓷合金之間的高溫粘接技術難題，在航空航天領域具有廣泛的應用前景。該成果近日發表在國際期刊《今日材料通訊》上，并授權國家發明專利。
據了解，隨著航空航天科技的重大突破，眾多超高音速飛行器應運而生。高超音速飛機在機身前緣與發動機周圍艙壁部位存在的熱防護問題，一直是制約飛機速度與安全的重要因素。
陶瓷基復合材料是實現熱防護的重要部件，其與金屬部件的組合可通過互補方式來實現飛行器的有效防護。然而，機械連接、焊接、釬焊、傳統膠接等常規方式，難以保障陶瓷與合金大型部件在極端高溫環境的有效連接，而極具潛力的耐高溫膠接技術在陶瓷與合金連接方面存在空白。
中國民航大學本科生團隊負責人、材料物理專業的陳兆立介紹，耐高溫膠接是實現高溫部件制備、熱防護系統安裝和修補的重要途徑，而目前耐高溫膠多適用于陶瓷，無法適用于合金。面對航空航天日益苛刻的高溫環境，研發陶瓷與合金連接用耐高溫膠的需求迫在眉睫，且意義十分重大。
針對陶瓷與合金之間無法鍵合，理化性質尤其是熱膨脹差異大而難以實現高溫連接這一技術瓶頸，陳兆立帶領團隊，利用溶膠凝膠包覆高活性多元金屬粉預制技術，改進了硅樹脂基膠黏劑制備工藝，實現了合金化對耐高溫膠陶瓷化進程的可控調控。通過膠層共價鍵與金屬鍵的共存，解決了陶瓷與合金無法化學相容的瓶頸。同時，通過熱膨脹系數可控調節，最終突破熱膨脹系數差異大的壁壘，實現了熱應力的有效緩和。
最終，該團隊成功地研發出可為氧化鋯陶瓷與鈦/鎳合金在室溫至1100℃提供5兆帕及以上粘接強度的新型耐高溫膠產品，顯示出良好的高溫機械性能，具有良好的熱穩定性與抗氧化性。該產品還適用于鈦/鎳合金與氧化鋁纖維布/氈、氣凝膠、高溫玻璃之間的連接。
據了解，目前研發產品已應用于航天材料與工藝研究所、天津大學材料學院、華中科技大學“智能制造裝備與技術”全國重點實驗室等多家單位的預研項目中，包括柔性傳感器的搭建，隔熱氈的安裝等。陳兆立表示，未來該產品有望在空天飛機、高超音速民機、高超音速變軌導彈、核電站熱防護、鋰電池熱失控防護等多領域進行應用。
