宇航员头盔的工艺流程

宇航员头盔的工艺流程学院：机电工程学院专业班级：材控F1001班姓名：学号：2013年6月17日星期一宇航员头盔的工艺流程郑州大学橡塑模具国家工程研究中心全体科研和工程技术人员，他们承担了此次我国“神舟七号”宇宙飞船宇航员出舱头盔面窗的研制，不畏艰难，勇挑重担，经过两年半夜以继日的艰苦奋战，历经上百次的反复实验，攻克了一道又一道的技术难关，提前半年完成了任务，各项性能指标完全满足航天要求，部分指标优于美国和俄罗斯同类产品。宇航员出舱头盔面窗科研项目的顺利完成，不仅为国家节约了大量的外汇，更重要是解决了我国航天领域重要产品的国家化问题，意义重大，影响深远，为国家自主创新和国家航天事业做出了突出贡献。太空环境极其恶劣，首先是对原材料的要求非常之高。太空是一个没有氧气、没有大气压力、极端低温、有强烈的电磁辐射和粒子辐射、足以致人于死命的环境，航天员在这样的环境中活动是一桩既复杂又危险的过程。为了保证航天员出舱后的生命安全和高效地完成观测太空的任务，必须要有先进的技术措施和完善的保障条件，航天服便是关键，其中面窗是热点，不仅要具备防辐射、防紫外线、抗骤冷、骤热等功能，而且还必须要确保在恶劣环境下面窗的透明度、光洁度和抗应力应变度。这就对面窗的材料选取和技术性能提出了非常高的要求。宇航员的头盔功能和结构极其复杂。头盔壳是头盔的主体，其材料应具有强度大、抗冲击和足够的耐热性等优点，由聚碳酸酯制成。在其面窗部位上有良好的光学性能。头盔内腔壁有硬衬垫和软衬垫，衬垫上镶有细管道，它兼有减震、隔热、消声、通风和供氧等功能。其内腔要适于戴通讯头盔，允许头在里面左右转动，尺寸要与穿戴者的头形相适应。还要留有安装生理测试部件、有利于排出人体呼出的二氧化碳和水汽的空间。除上述各种要求外，面窗还应有良好的光学性能和广阔的视野。头壳的面窗部分除应有透光良好外，还要有防雾、去湿的措施，因为航天员出舱活动时会遇上-150℃的低温，面窗内的温度也会下降。当降到空气露点以下时面窗上就会结雾，妨碍航天员的视线。目前已用的方法有通风去湿法、双层面窗法、电热面窗法和化学防雾剂等，以保障面窗的透明度。否则，影响航天任务的执行。例如，1966年美国双子星座9号飞船的航天员，在太空用载人机动装置进行飞行时，因面窗起雾而看不清外边的情景，未能完成太空行走中的特定航天任务。颈圈是连接服装与头盔的关键部件，分上、下两圈，在穿戴服装与头盔时，先将上下圈连接上，再连接头盔与服装。它要求穿脱方便，具有良好的气密性和加接强度。在紧急情况下，要有使穿戴者本人能快速断、接、锁紧操作的机构，便于及时与头盔或服装断开或连接。例如阿波罗太空头盔由高强度的聚碳酸酯制成，通过压力密封项圈和宇航服连接。水星和双子星紧紧套在宇航员头上，跟着头部转动，而阿波罗头盔固定在衣服上，宇航员的头在里面可以自如转动。当在月球表面行走时，宇航员在头盔外加盖面盔，以阻隔伤害眼睛的紫外线，让头部和面部保持舒适的温度。头盔的盔壳，不仅能隔音、隔热和防碰撞，而且还具有减震好、重量轻的特点。为防止航天员呼吸造成水气凝结以及低温环境下头盔面窗上结雾、结霜，航天服专家设计了特殊的气流或防雾涂层。根据头盔特点我们需要从两个方面来说，首先介绍一下聚碳酸酯的制备工艺，现在聚碳酸酯大都用界面缩聚法：界面缩聚法是指在两相界面上使原料单体进行缩合聚合的方法，与一般的缩聚方法不同，他是一个不可逆的的非平衡的转变过程。这种反应通常在室温下，在互不相溶的两相界面上进行，而且可以制得很高分子质量的树脂产品。这种方法对于那些本身对热不稳定，但能合成高熔点聚合物的单体来说，更是开创了一个良好的制取高聚物的途径。具体路线：利用界面缩聚制取聚碳酸酯时，是在搅拌下将光气通入惰性溶剂与爽酚A的氢氧化钠水溶液中进行反应，也可将液化光气溶于溶剂中，再加入双酚A氢氧化钠水溶液中进行反应，还可以加入催化剂。由于是在界面上进行的，所以强烈的搅拌式非常必要的，以使两相有更多的接触，加速反应的进行。生成的聚碳酸酯树脂溶于有机溶剂，副产物氯化钠溶于水中。反应结束后，破乳分层除去水相；用水洗涤有机相，将树脂与溶剂分离，便得到聚碳酸酯。聚碳酸酯是非结晶塑料，工程塑料类。聚碳酸酯的成型工艺大致过程是：1.首先把收购来PC挑选，有透明不透明，蓝、红、绿、黑必须分开；也有改性的，如纺织配件大部分是改性的；如碟片、灯头都是镀膜的。2.清洗各色PC，和碟片灯头等退镀工艺，也同ABS一样原理操作。然后晒干，后归类，送挤出机生产。3.PC有的比较黄色，可以生产瓷白；透明的仍然生产透明；其它色可以添加着色剂和材料助剂。4.专用挤出机造粒，但PC本身易老化所以不能多次回料，造粒一定慎重，切粒包装。