一种新型飞机越界拦捕材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种新型飞机越界拦捕材料及其制备工艺，通过本发明专利技术所述工艺制备的拦捕材料为轻质无机聚合物块体，所述轻质无机聚合物块体为内部形成闭孔蜂窝结构的三维网络凝胶材料。通过本发明专利技术所述工艺制备的三维网络凝胶材料的表观密度大、溃缩强度大，具有无塌陷、无分层的优点，且其的基本组成是硅氧四面体和铝氧四面体，在大气环境下，不会再发生任何反应。同时，Si—O和Al—O在室温下较难与酸及碱反应，因此，有利于保证捕获材料在长期使用过程中的强度稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有减震吸收动能功能的捕获材料
，具体涉及一种新型飞机越界拦捕材料及其制备工艺。
技术介绍
飞机在起飞和降落时，因为种种以外的原因，有时会发生冲出跑道的航空事故。在地势狭窄、跑道安全区比较短的机场，飞机冲出跑道常常引起很严重的灾难，造成巨大的人身伤害及财产损失。为防止飞机冲出跑道安全区以及保证乘客的安全舒适，常采用被动式拦捕方式。目前，拦捕方式主要是在跑道延长线上的拦捕床构成。该拦捕床的主材料为泡沫材料，是一种具有特定力学性能、具有能量缓释、隔热、降噪等优良性能，可作为交通工具减震吸能材料和拦捕材料。失速越界飞机在冲出跑道的情况下进入拦捕床时，其中的泡沫材料在机轮的碾压下破碎，以此吸收飞机的动能，在保证飞机和机上人员安全的前提下，让飞机逐渐减速并最终停止在拦捕床内。目前，采用的泡沫材料主要包括泡沫混凝土、石灰质泡沫材料和碎块状泡沫玻璃。泡沫混凝土在使用过程中易导致强度稳定性不好、容易出现塌陷和分层的问题；石灰质泡沫材料在使用过程中耐酸性差，易受到酸性物质的侵蚀而影响强度；碎块状泡沫玻璃难以做成大块状的材料且力学性能不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型飞机越界拦捕材料，解决现有泡沫材料在使用过程中强度稳定性不好的问题。此外，本专利技术还涉及新型飞机越界拦捕材料的制备工艺。本专利技术通过下述技术方案实现：一种新型飞机越界拦捕材料，拦捕材料为轻质无机聚合物块体，所述轻质无机聚合物块体为内部形成闭孔蜂窝结构的三维网络凝胶材料。现有的泡沫混凝土在使用中因为存在碳化原因，导致在使用中后期的强度逐渐降低。同时由于受大气中的二氧化碳浓度变化的影响，碳化的速度和程度变化差异很大，从而导致泡沫混凝土在使用过程的强度衰减程度差异较大。此外，泡沫混凝土的有效成分是水泥材料，不耐酸、不耐油，盐酸、硫酸、含硫油料等很容易使其失去力学强度。现有的石灰质泡沫材料虽然通过碳化工艺解决了水泥基材料的因为碳化，带来在使用过程的强度变化不确定的难题，但是由于碳酸钙是强碱弱酸盐，耐酸性能很低，通常遇到盐酸、酸雨等都能使其生产强酸强碱盐如氯化钙、硝酸钙，这些盐通常具有一定的可溶性，从而使石灰石质材料的强度不断减弱。此外，石灰石质材料在成型过程中条件控制比较严格，否则会发生剧烈放热反应和料浆快速稠化现象，制品容易分层。现有泡沫玻璃是采用将矿物质在高温下熔融后引入气体制备而成，在成型冷却过程中常常由于很高的热应力，难以做成大块状的材料，能够满足EMAS强度要求泡沫玻璃一般做成碎块状，在失速飞机进入拦捕床后，飞机起落架直接陷入碎泡沫玻璃中，利用机轮碾压和泡沫玻璃的互相摩擦的能量消耗，实现对飞机的有效拦阻。此时泡沫玻璃起到类似沙床的作用。但是碎泡沫玻璃由于形状不规则，堆积形态复杂多变，材料本身的力学性能难以在实验室有效监测，导致计算机模拟十分困难。本专利技术所述无机聚合物块体为内部形成闭孔蜂窝结构的三维网络凝胶材料，所述三维网络凝胶材料由于是通过无机材料聚合而形成的具有三维空间网络结构，其相比现有的泡沫材料，具有较好的结构稳定性和力学强度，在作为拦捕材料使用过程中，不存在碳化的问题，同时具有很好的耐酸性，能够很好解决现有泡沫材料在使用过程中强度稳定性不好的问题；而且通过聚合反应能够制备成大块材料。通过在无机聚合物块体的内部形成闭孔蜂窝结构能够有效减轻重量以及提高吸收飞机撞击时的动能的能力，所述闭孔蜂窝结构具体是指无机聚合物块体是在人工引气(发泡剂)的作用下形成有若干孔隙，类似蜂窝状，闭孔是由于凝胶材料对孔隙的孔壁进行封闭形成闭孔结构。进一步地，所述三维网络凝胶材料是由活性铝硅酸盐物质在激发剂的作用下，经过解聚、缩聚、凝胶网络化过程形成。本专利技术的聚合过程是指由活性铝硅酸盐物质在激发剂的激发作用下，经过解聚、缩聚、凝胶网络化过程形成的一种三维网络凝胶材料，这种网络结构有被称为类沸石结构(见图2)，其化学式为M{-(SiO2)z-AlO2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型飞机越界拦捕材料，其特征在于，拦捕材料为轻质无机聚合物块体，所述轻质无机聚合物块体为内部形成闭孔蜂窝结构的三维网络凝胶材料。

【技术特征摘要】
1.一种新型飞机越界拦捕材料，其特征在于，拦捕材料为轻质无机聚合物块体，所述轻质无机聚合物块体为内部形成闭孔蜂窝结构的三维网络凝胶材料。2.根据权利要求1所述的一种新型飞机越界拦捕材料，其特征在于，所述三维网络凝胶材料是由活性铝硅酸盐物质在激发剂的作用下，经过解聚、缩聚、凝胶网络化过程形成。3.如权利要求1或2所述的一种新型飞机越界拦捕材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)、料浆制备：将活性铝硅酸盐物质、稳泡剂、激发剂、固化剂和水按比例混合均匀制成料浆；2)、引气：向步骤1)中制备的料浆中加入发泡剂，形成均匀的含发泡剂的料浆，静置发泡形成胚体；3)、凝胶网络化：将步骤2)发泡后形成的坯体，静置，通过其内部化学反应，经过初期解聚、缩聚及凝胶网络化过程形成轻质无机聚合物；4)、切割：将步骤3)制备的轻质无机聚合物按要求进行切割；5)、养护：将切割后的轻质无机聚合物通过保温保湿，使未反应完全的活性铝硅酸盐物质进一步解聚、缩聚及凝胶网络化，形成最终使用的块体材料。4.根据权利要求3所述的一种新型飞机越界拦捕材料的制备工艺，其特征在于，还包括包括以下步骤：6)、除湿：将步骤5)形成的块体材料进行除湿处理，排除块体内部物理结合...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓燕，何顺爱，
申请(专利权)人：朱晓燕，
类型：发明
国别省市：北京;11