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有机硅的热膨胀系数确实高,但是有机硅有一个其他材料都比不了的优势,那就是它的分子链柔性极强,可以通过侧基改性和交联密度调控来大幅度调节它的热机械性能,如果能在有机硅主链上引入刚性基团,比如苯基或者多面体低聚倍半硅氧烷,就能在不大幅损失柔性的前提下把热膨胀系数压下来了。
但是,改性的有机硅要做到纳米级的膜厚均匀性和表面平整度,难度是很大的。
旋涂法的膜厚均匀性在微米级还行,但是纳米级就完全不够看了,得用分子层沉积或者Languir-Blodgett膜法,才能做到亚纳米级的膜厚控制,但这些技术在有机硅体系里的应用还很有限。
而且,有机硅的折射率在一点四左右,比聚酰亚胺的一点七低了不少,如果直接用来替代聚酰亚胺做介质基底,那整个超表面天线阵列的阻抗匹配条件都得重新计算了。
“国内做有机硅材料改性的,有哪些单位?”
赵雪晴想了想,说道:
“有机硅改性这方面,华科院化学所的高分子物理与化学实验室是做的最久的,他们有一整套苯基硅树脂的配方体系,热膨胀系数最低能压到百万分之五十。
但是他们的材料主要用在电子封装上,做的是毫米级厚度的灌封胶,没人试过拿来做纳米级薄膜。”
“百万分之五十,”肖宿把这个数字在心里过了一遍,“比聚酰亚胺还高了一倍多。”
“对,但是他们的苯基含量还有上调的空间,理论上如果苯基摩尔比从现在的百分之三十提到百分之五十以上,热膨胀系数有希望压到百万分之三十以内。
但是苯基含量太高的话,薄膜的柔韧性会急剧下降,可能弯一下就会开裂。”
“那就在苯基硅树脂主链上接枝柔性链段,用嵌段共聚的方式平衡刚性和韧性。”
赵雪晴张了张嘴,像是想说点什么,张了张嘴,又把话咽了回去。
她当然知道嵌段共聚可以平衡刚性和韧性,这条思路在理论上是没有问题的,但是在实际的工艺落地中需要大量的实验迭代来调优嵌段比例、分子量和微相分离结构,在目前的周期内能不能跑通还是个大问题呢。
“先把华科院化学所那边的苯基硅树脂样品拿过来测一下热膨胀系数和折射率,薄膜制备用旋涂法走第一轮工艺验证,膜厚均匀性如果达不到纳米级的话,后续再上Languir-Blodgett膜法做精控。”
肖宿把话说完,看向高长安:“高助理,去联系一下。”
高长安点点头,立刻在笔记本上记了下来。
“那航空航天那边的涂层粘合剂体系,还需要对接吗?”柯东问了一句。
“嗯,”肖宿点头,“直接把超表面天线阵列做在有机硅基底上只是其中一个方向而已,把吸波涂料的粘合剂换成我们这套谱域对消的介质基底这个方向也需要尝试。
如果能做到,战机的隐身涂层就可以同时覆盖微波段和可见光频段了。
两个方向同时推进,事半功倍。”
柯东听完,已经完全被肖宿的这两个思路震撼到了。
把超表面天线阵列高度集成到蒙皮涂层里,让隐身战机直接实现从单一频段到全频段隐身的范式跨越。
这格局和野心,太大了吧。