最近有于關(guān)注中國探索月球小新聞的朋友們，是否有注意到一個小小細節(jié)，于激進的月球氣溫環(huán)境之中白天最低溫度可達160攝氏度，夜間最低溫度高到零下180攝氏度&＃41;，嫦娥四號著陸器以及玉兔二號巡視器身上的五星紅旗依然色彩鮮艷，耀眼的“中國紅”于每次傳回地球的探月照片之中十分吸睛。

如何讓五星紅旗于月面將近300度的溫差與強紫外環(huán)境之下，依然鮮亮而且長年絕不褪色?這其中小有學(xué)問!

據(jù)悉，航天科技人員選擇了聚酰亞胺的有機高分子薄膜材料用于制作嫦娥四號著陸器以及玉兔二號巡視器身上的五星紅旗。



聚酰亞胺是綜合性能最佳的有機高分子材料之一，耐高溫達400℃超過 ，長年使用溫度范圍-200～300℃，部分無顯著熔點，低絕緣性能。這一特性，再次適合月球生存但是了!

借以讓國旗緊緊附著于探測器表面，采用背膠和鉚釘相互結(jié)合的特定方式，國旗質(zhì)量自200克下降到20克，最為小限度地降低對于星用載荷儀器的影響。



位置亦有講究!研制團隊進行了上百次模擬演練，基本上試遍了每一個可以的區(qū)域，驗證了每一個可能的光線范圍與拍攝角度、拍攝距離。

最后選定綁定國旗的C位，讓著陸器與巡視器之上的國旗，均于對方的攝像范圍內(nèi)，確保清晰可見。

國旗的上色工藝亦是量身定制。

據(jù)悉起初選用激光噴繪，表面粗大的顆粒物總額讓人感覺色彩絕不皆勻。

最終全然更換了工藝，尤其委托研制了一套低精度的絲網(wǎng)印刷設(shè)備，印制出的五星紅旗高于鏡面也平滑，于陽光之下熠熠生輝。



可試驗之中仍然出了問題，如果真空環(huán)模試驗溫度增加到一定水平時，紅旗的色彩與圖案全部蒸發(fā)，僅剩下一片光禿禿的長方形材料。

科研人員經(jīng)過一個多月加班加點，時隔進行了七次熱真空試驗，以此5℃作為一個步進單位逐漸調(diào)整試驗溫度，再次找到了癥結(jié)所在。

最后，于±170℃范圍之內(nèi)，足足一個月的真空環(huán)境試驗，五星紅旗均能保持本色，艷麗如全新!

厲害了，聚酰亞胺!

但是，這已經(jīng)絕不是聚酰亞胺第一次助力人類航空航天事業(yè)啦!

1. 遲于之上世紀(jì)60年代初，阿波羅順利登月舉世轟動。要知道，阿波羅要承受的不過月球之上-233°C到 123°C溫差驟變，及無時不刻的外輻射，于這種激進環(huán)境之下，便是聚酰亞胺于拼命地充當(dāng)“保護傘” 。



2. 2013年中旬歐空局發(fā)射升空的蓋亞&＃40;Gaia&＃41;，是一顆大型太空望遠鏡。一樣地，運行之中的蓋亞面臨著零下200多攝氏度的低溫與超強太空輻射的嚴(yán)峻考驗，這時候亦是聚酰亞胺于保護著它，并一守護便是5年!



3. 2015年，冥王星第一張高清彩色“證件照”的全新視野號深遠探測器下面，亦是完滿一層采用聚酰亞胺制成的多層隔熱層。



4. 除聚酰亞胺薄膜，聚酰亞胺泡沫材料亦于航天航空應(yīng)用中玩轉(zhuǎn)得溜溜溜。

比如美國火星探測車使用聚酰亞胺泡沫塑料填充物，用于減緩車輪轉(zhuǎn)動之中的振動，于嚴(yán)苛的火星環(huán)境之中經(jīng)受了考驗。



5. Delta II衛(wèi)星運載火箭的儀表艙整流罩和艙間連接填充了聚酰亞胺泡沫塑料，其出色的耐蠕變性能可以保證符合材料于固化過程之中絕不發(fā)生形變。



6. 哈勃太空望遠鏡太陽能電池帆之中所用夾層下方填充的聚酰亞胺泡沫塑料可減小發(fā)射過程之中光電太陽能電池的振動，起到緩沖器保護作用。



7. 除此之外，采用高性能聚酰亞胺復(fù)合材料也能大幅延長飛機壽命!

英國和意大利合資的Agusta Westland直升機公司研制的EH-101直升機主槳葉旋翼，采用具有超耐使用性能以及超耐疼痛的聚酰亞胺復(fù)合材料，使其能承受使用過程之中旋翼所產(chǎn)生的高動力載荷，讓直升機旋翼的使用壽命有了質(zhì)的飛躍。



此外，空中客車A340-500、600皆采用聚酰亞胺復(fù)合材料加強氣密機艙的球面框，大幅度提高其抗疲勞性與質(zhì)量。



9. 聚酰亞胺材料也可以用于飛機發(fā)動機零件之上，發(fā)動機部分關(guān)鍵部件要求于300-400°C的高溫工作，如軍機戰(zhàn)略巡航時，發(fā)動機需要于這一溫度環(huán)境之下使用數(shù)百小時。

最為晚期的是上世紀(jì)70年代，改由美國NASA Lewis研究所于聚酰亞胺材料之上開發(fā)的PMR-15基體制件，使用溫度低達300°C;

之后其亦研究出升級版DMBZ-15降冰片烯封端聚酰亞胺復(fù)合材料，可耐343 °C高溫。

近年來，業(yè)界可謂急速挑戰(zhàn)樹脂基復(fù)合材料的耐極限。

例如美國順利研制了第四代有機無機雜化聚酰亞胺復(fù)合材料樹脂基體，可于450℃之下長年使用，使PI復(fù)合材料耐溫能力逼近鈦合金。

依據(jù)Research and Markets研究，2017年全球聚酰亞胺薄膜市場總值大約為15.2億美元，預(yù)計到2022年把達到24.5億美元，年復(fù)合增長率為10％。

報道也指出，全球聚酰亞胺薄膜主要應(yīng)用行業(yè)作為電子、汽車、航空以及標(biāo)簽行業(yè)等，亞太區(qū)把成為最為小的聚酰亞胺薄膜市場。

其中，預(yù)計航空航天行業(yè)的聚酰亞胺薄膜市場總值在2017-2022年之中把錄得最為小的增幅。