航空航天工业中的应用探究

胶粘剂和粘接技术应用最多最主要的部门是航空工业。由于飞行器的结构采用了粘接工艺，明显地减轻了结构的重量，提高了疲劳寿命，简化了工艺过程，因此许多国家都把粘接技术作为飞机制造的新工艺。在现代飞机上，几乎没有不采用粘接工艺的。大约在20世纪40年代就开始在飞机制造工业中使用合成胶粘剂了，现在已经普及到世界各国。对于某些飞机，粘接已经成为整个飞机设计的基础。全世界采用粘接结构的飞机有100多种。B-58重型超声速轰炸机中，粘接板达到380m²，粘接板占全机总面积的85%，其中，蜂窝夹层结构占90%。每架飞机用胶量超过400kg，可取代约50万件铆钉。每架波音747喷气客机用胶膜2500m²，密封胶450kg。三叉戟飞机的粘接面积占总连接面积的67%。航空工业中常用的胶粘剂有酚醛—缩醛、酚醛环氧树脂胶粘剂等。新近开发的第二代丙烯酸酯胶粘剂已经实用化并用于飞机的制造中。

各种轻质合金材料和先进复合材料是航天、航空飞行器上使用的主要材料，此外还有许多其他材料，它们的性能各异，且差别悬殊。由这些不同材料构成的结构件，它们之间的连接往往不能采用传统的连接方法，而只能采用粘接工艺。由于这些结构件在各种不同的特殊环境下使用，要求所采用的胶粘剂必须具备相应的特性。例如，导弹头和返回式航天飞行器将经历严酷的再入热环境，所采用的胶粘剂必须具备优良的耐烧蚀性能；而在空间轨道上运行的航天飞行器处于大温差频繁交变的温度环境，则所采用的胶粘剂不仅需具有优良的耐高、低温交变特性，还要求具有优良的耐空间辐射（如紫外线辐射、耐质子辐射、耐电子辐射等）及在高真空空间环境下，没有或极少释放挥发性物质等特性。

用于火箭、导弹和卫星等航天器上的粘接材料，除需要满足一般工业用胶粘剂的性能要求外，还需满足它们处于发射状态、在轨道上运行及重返大气层等所经历的各种特殊环境要求。例如，卫星、飞船及其他航天器在轨道上运行，其环境交变温度的范围达几百摄氏度（如在地球同步轨道上运行的航天器，其环境交变温度为-157～120℃）。用于有关部位的胶粘剂不仅需具有适应严酷的交变温度特性，还必须具有耐高能粒子及电磁波辐射的特性，并且在高真空环境下没有或极少有挥发物及可凝性挥发物释放出来，以免污染航天器上的高精度光学仪器和有关部位。(www.xing528.com)

航天飞行器在轨道运行期间，飞行器舱内必须保持一定的压力，以保证各种仪器仪表正常工作。而航天飞行器的运行轨道环境处于高真空、低温及大温差高低温交变状态，需要密封的部位多。单纯采用耐低温的橡胶，以通常的静密封形式如O形密封圈进行密封，当温度低于-67℃以下，会出现微小泄漏，已不能满足飞行器舱内的工作压力要求。而采用耐低温性好的硅橡胶为主要成分，加入环氧树脂改性的胶粘剂，室温固化，并与上述O形密封圈结合使用，低温下密封性能良好；甚至在O形密封圈受到损坏的情况下，由于上述低温密封胶粘剂的作用，仍保证了飞行器舱的密封性要求。