“热防护”既轻又强,这家湘企“拿捏”了

来源:湖南日报 · 湖南日报全媒体记者 范思璇 通讯员 姜谦谦 刘宇瑶 📄 查看原文

“热防护”既轻又强,这家湘企“拿捏”了

湖南日报全媒体记者 范思璇 通讯员 姜谦谦 刘宇瑶

7月下旬,三湘大地热浪翻滚,走进湖南荣岚复合材料股份有限公司生产车间,只见一批刚从超临界干燥设备中取出的气凝胶材料,安静地码放在操作台上。它们轻如烟、色如蓝,即将被运往航天器热防护系统和核电高温设备中,去抵挡上千摄氏度的极端高温。

湖南荣岚智能科技有限公司外景
湖南荣岚智能科技有限公司外景。通讯员供图。

长期以来,隔热材料的轻质、高强、隔热很难兼得。比如,多孔陶瓷承压好但脆性大,难以成型大尺寸构件;连续陶瓷纤维复合材料强度高,但隔热性能不足。气凝胶轻,隔热性能也强,但强度不够,因此之前未能成为破题的完美答案。

在很多高精尖制造领域,比如商业航天,热控与热防护系统是航天器的“生命线”,对隔热材料提出了既要“耐得住高温”、又要“轻如鸿毛”、还要“坚如磐石”的苛刻要求。

“不做选择,我们都要。”湖南荣岚的研发团队在气凝胶生成的过程中,用创新溶胶配方与原位强化策略,既不牺牲隔热去“换”强度,也不牺牲强度去“保”隔热。这个策略,也让荣岚生产的气凝胶性能有了跨越式突破。目前,公司生产的耐1000℃高强度低热导气凝胶隔热材料,常温热导率仅0.036W/(m·K),3%形变下压缩强度超过1.5 MPa,是同类材料的5倍以上。同样工况下,别人的材料可能已经变形塌陷,它依然稳如磐石。耐1100℃超高强度气凝胶隔热材料的性能同样优异,1%应变时压缩强度达到4.80MPa,比压缩强度达2.72×10⁴N·m/kg。同等重量下,它能扛住的载荷远超同类材料,在比强度、隔热性能、制备效率等方面均显著胜出。

技术的突破,源于团队对气凝胶“成长密码”有深刻理解。气凝胶的制备分为溶胶-凝胶、老化和干燥三个阶段,每一个阶段都在塑造着最终的纳米骨架。荣岚的研发团队在溶胶-凝胶阶段通过调控酸碱度决定骨架的“生长方向”;在老化阶段开发了分级老化制度,让温度梯度、时间窗口与溶剂置换节奏精确配合,使纳米链的薄弱环节得到充分强化;在干燥阶段运用超临界技术,以最温和的传质传热条件让纳米骨架完整保留。正是这种对全过程每个环节的精确掌控,才让气凝胶在“轻”和“隔热”之外,又多了一个“强”字。而这些从纳米尺度积累的认知,最终被转化为可量化、可重复、可放大的工程参数,实现了从实验室到生产线的跨越。

如今,这家国家级专精特新重点“小巨人”企业已具备大尺寸复杂异形构件一体成型能力,产品形态覆盖异型件、片材、柔性毡、颗粒等多元品类,成为航天科工、航天科技、中广核集团等10余家行业龙头企业的合格供应商。

从航天器热防护系统到核电高温设备,从实验室到量产交付,荣岚走完了“最后一公里”。而这场纳米尺度的结构进化,正在更多亟待节能提效与安全升级的工业场景中,重新定义材料的边界。

作者:范思璇 责编:谢卓芳 一审:谢卓芳 二审:黄利飞 三审:李伟锋

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