航空硅橡膠材料研究及應用進展

徐剛

摘 要：毋庸置疑，硅橡膠材料具有自身特有的屬性，在航空領域上被廣泛運用。與此同時航空硅橡膠材料的研究和應用關乎著日后航空硅橡膠的發展方向，文章將淺談航空硅橡膠材料在阻尼減振、導電以及高低溫性能等方面應用現狀，并在此基礎上進一步探究航空硅橡膠材料當下的研究與發展新展望，望對日后航空硅橡膠材料的探究工作有所增益。

關鍵詞：航空領域；硅橡膠材料；既有研究；突出要義；探究路徑

不置可否，航空裝備的發展需要先進材料技術的保駕護航，航空材料的關鍵性不容小覷。尤其是硅橡膠材料作為相對重要的航空橡膠材料，其屬于典型性的半無機半有機機構，一方面具有有機高分子柔順的特性，另一方面還具備無機高分子耐熱屬性，在國防尖端領域得到廣泛研究和應用，因此，對航空硅橡膠材料的探究勢在必行。

1 航空硅橡膠材料在阻尼減振、導電以及高低溫密封等方面應用現狀

1.1 阻尼性能情況淺析

在諸多飛行器速度提升以及大功率發動機的應用，所顯露出的航空振動與噪聲問題逐漸嚴重。毫無疑問，航空設備是否達到先進性要求的標準之一就是減振和降噪技術水平。而當前硅橡膠因為能夠在高低溫環境中保持相對穩定的力學性能以及變化率小的模量，自然而然成為航空硅橡膠發揮阻尼性能的首選。鑒于硅橡膠損耗因子僅為0.06-0.1，能發揮的阻尼性能不盡如人意，減振效果并不突出，但是由于硅橡膠的組成體系中有著眾多活性基因，相關研究進程中發現可以通過改性來提升硅橡膠的阻尼性能。利用生膠結構改性、互穿網絡結構改性以及聚合物共混改性、添加阻尼試劑等方法來有效提升航空硅橡膠材料的阻尼性能的發揮效果。

1.2 明晰導電性能現狀

近些年來航空飛行器的更新換代以及相關電子技術的飛速發展背景下，電磁干擾現象日益嚴峻，倘若不對電磁信號加以屏蔽，必將對航空飛行器正常運轉產生影響，嚴重的還會泄露通訊秘密。由是，航空飛行器有關電子裝置需要利用導電橡膠進行有效隔離，繼而催生航空領域中高導電橡膠的運用。當下，硅橡膠中添加了導電填料，進而可以支撐高導電的硅膠材料，強化硅橡膠的導電性能主要是三大類導電填料發揮著作用，毋庸置疑導電硅橡膠的導電性能以及采用的導電填料的結構特點至為重要。

1.3 高低溫性能的發展現狀

由于隨著當代航空科學技術日新月異的進步，航空硅橡膠材料的高溫屬性難以實現一些相對苛刻的要求，提升硅橡膠耐高溫性能是航空硅橡膠材料的研究熱點所在。當下硅橡膠的耐高溫性能深受兩大因素制約：一是高溫環境下有機側基極易發生熱氧老化情況，從而致使硅橡膠也熱老化；二是高溫環境下主鏈產生斷裂和重排的硅氧鍵，也會帶來硅橡膠熱老化的結果。由此可見，現下航空硅橡膠材料的耐高溫性能并沒有達到一定的高度。另一方面，硅橡膠材料的耐低溫性能也不容樂觀，特別是當航空器航行達到一定高度時，飛機處于低溫影響區對應的空氣密封性弱以及阻尼減振材料難以發揮作用，對于硅橡膠耐低溫性能的要求愈發嚴苛，橡膠材料耐低溫性能同轉變溫度息息相關，隨著周圍溫度降低，硅橡膠材料便會變硬，繼而喪失橡膠材料既有的彈性，最終失去使用價值。目前航空硅橡膠材料在高低溫性能方面的效果不盡如人意，還有待進一步改善。

2 探究航空硅橡膠材料的新研究方向

2.1 向高導電硅橡膠邁進

為了更好地規避各個電子設備之間的電磁干擾風險，高導電航空硅橡膠成為航空領域的新研究與應用方向。航空領域常用的高導電型硅橡膠材料主要是以氟硅橡膠、苯基硅橡膠作基膠，主要用鍍銀材料亦或是銀粉為航空導電材料，其基本性能中EC系列主要是指導電苯基硅橡膠，而EF系列則是導電氟硅橡膠材料。這兩類航空導電材料都具有一定優異導電性能以及耐高低溫抗老化的性能，目前航空行業已經廣泛的研究這些方面，并將其應用于航空儀器設備與航空電子系統的密封環節中。

2.2 阻尼硅橡膠的發展進程

當下國內航材院SE20XX系列所運用的阻尼硅橡膠材料具有顯著的高性能：阻尼性能強、耐候性好、高低溫環境的適應性好的特點。這些系列硅橡膠材料憑借它的成型減振器形成三項等剛度的結構，將其使用溫度范圍嚴格控制在（-55～80℃），由此使得阻尼硅橡膠的性能保持穩定，相對應減振效率達到95%以上，繼而推動使用壽命可達1000個飛行小時以上。目前已經廣泛應用于大載荷航空相機減振器、航空儀表減振器、壓縮機、發動機以及航空電路板用減振器等航空設備的降噪減振方面。在近十余年的硅橡膠阻尼材料研制過程中取得了不錯的進展，所研制的寬溫寬頻高阻尼材料通常能維持阻尼系數β≥0.3的特性，與此同時，在對橡膠材料進行溫度和頻度、動態位移的掃描后，得到了ZN-33阻尼材料的附模量以及損耗因子等相關變化規律，這對于航空硅橡膠材料的研究發展具有深遠意義。特別是伴隨著航空產品以及電子設備集成化的迅猛發展，功率和發熱量也愈來愈大，導熱性阻尼材料也成為了熱門研究方

向。

2.3 航空絕緣硅橡膠的嘗試

絕緣硅橡膠憑借其獨有的憎水性以及憎水遷移性被用于航空高壓絕緣防污閃材料，然而不可忽視的是，這種硅橡膠材料仍然存在附著力差、阻燃性差以及強度不夠的缺陷。為了更好地提高絕緣硅橡膠防污閃的效果，目前國內外都在開展相關領域的研究，具體來說囊括了以下幾個方面：一是通過納米粉體改善硅橡膠的絕緣性能；二是強化阻燃、耐漏電起痕性能；三是在航空產品的涂層自恢復和耐老化上多做文章。

3 結束語

一言以蔽之，經過多年發展，航空硅橡膠材料形成了較完整的材料體系和相對過硬的技術基礎，囊括了四大膠種以及百多個系列的硅橡膠材料，能夠滿足目前航空設備研制以及生產的需求。此外，隨著國內航空工業發展的進程不斷加快，對于新型材料的需求也日益強烈，推動未來航空硅橡膠相關研究于國于民，都是福祉。盡管當下航空硅橡膠材料研究發展有所成效，但是仍然任重而道遠。

參考文獻

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