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航天器外闪亮的薄膜,是复合材料,因为颜色缘故,常被误认黄金

2019-08-15 09:02:57 复合材料网 m.hhuu.biz

》大家总会看到卫星、飞船等航天器外面包裹着那些金光闪闪的薄膜,而且绝大多数航天器都会有,这说明是航天器上一个非常重要的部件。

航天器外闪亮的薄膜,是复合材料,因为颜色缘故,常被误认黄金

就比如说咱们国家的嫦娥号月球登陆器,上面就有这种金色的薄膜,但是你如果仔细观察的话,美国的火星车上却没有这样的薄膜。

航天器外闪亮的薄膜,是复合材料,因为颜色缘故,常被误认黄金

事实上,绝大多数的金黄色的薄膜,覆盖在需要暴露在真空中的航天器上。

》真空是一个非常极端的环境,一方面真空的温度只有零下270度,另一方面真空又是热的绝缘体,家用热水瓶抽真空,就是为了隔热保温。

航天器是一个非常复杂的系统,上面搭载的各种先进而且敏感的设备。而且外太空,没有大气阻挡,充满了高能辐射。在地球轨道上运行的航天器,会直接受到阳光毫无阻拦的照射。为了使卫星的内部保持在适合仪器设备工作的温度。需要在卫星的表面覆盖一层保温隔热材料,这就是我们看到的金黄色的薄膜。

航天器外闪亮的薄膜,是复合材料,因为颜色缘故,常被误认黄金

》金黄色的薄膜并不是黄金,是一种复合结构的多层保温材料,在最外面的一层是聚酰亚胺,聚酰亚胺的内表面镀了一层铝。

聚酰亚胺是一种金黄色的透明有机材料,见下面这张图。

航天器外闪亮的薄膜,是复合材料,因为颜色缘故,常被误认黄金

镀在聚酰亚胺内表面的铝膜,具有银白色金属的反光效果。这两种材料的组合,就使得聚酰亚胺薄膜看上去像黄金那样金光闪闪。

由于聚酰亚胺的温度稳定性非常好,可以耐受零下200多度到零上400度的高温,所以用来做最外层的材料。所以大家就以为外面包了一层黄金薄膜。

在外层材料里面,还有至少10层以上的隔热材料,在每层材料之间,都有独立的隔热网,保证上下两层材料不能直接接触。这些材料共同组成了覆盖在航天器表面的那层金黄色薄膜(实际上是有相当的厚度,叫毯子也不为过)。

》这层金色薄膜的原理不简单。

由于航天器在真空中工作,没有空气层的对流和匀热效果。金色薄膜在面对阳光直接照射的时候,必须最大限度的反射太阳光的主要辐射。同时在太阳光的照射下,金色薄膜自身会升温,因此还必须最大限度的把自身的热量辐射出去。

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剩下的,从外层材料透射进来的辐射,会被第2层、第3层以及第n层材料所阻挡。由于各层材料之间被隔热网所隔绝,所以它们之间不会进行热传导。这样的设计保证了最大限度的保温和隔热。

这层材料不仅要屏蔽太阳直射时候带来的热量,还要保证航天器在穿越地球阴影时,内部的保温。

就是因为这个原因,所以在火星上漫游的火星车上不需要这样的材料。

》在航天器上难道真的就没有黄金吗?答案是当然有。

黄金虽然不是导电性最好的金属(仅次于白银和铜),但是它的化学热稳定性非常好,抗氧化和抗腐蚀性能极佳,同时延展性能非常好,是做导线、导体和连接件的最佳材料。几乎在所有的电路板上都有用到,在航天器的高端电路板上,用量会更大。

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而且黄金能够反射大部分的红光和红外线,所以在宇航员的头盔面罩上,会镀上一层薄薄的黄金,在阳光下会出现淡金色。

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