近日，一则来自西安建筑科技大学的科研喜讯引发行业震动：该校机电工程学院 “新能源电工材料与储能技术培育团队” 创新提出 “分子有序设计” 策略，成功研制出兼具超高导热与卓越绝缘性能的新型环氧灌封材料。这项成果不仅登上国际顶尖期刊《先进功能材料》，更一举破解了功率器件在极端环境下的可靠性难题，为航空航天等高端领域的发展注入新动能。在航空航天领域，器件需承受真空、极端温差、宇宙辐射等多重考验，而环氧灌封材料正是守护这些核心器件的 “隐形卫士”。想要读懂这项新成果的重大意义，我们不妨先从环氧灌封材料的基础认知入手。

环氧灌封材料的定义？

究竟什么是环氧灌封材料？简单来说，它是以环氧树脂为核心基体，搭配固化剂、稀释剂、功能性填料等成分，经混合、固化后形成的复合材料。其核心作用是通过 “灌封” 工艺，将电子元器件、电路模块等精密结构严密包裹，形成一层致密的保护壳，就像为器件穿上了量身定制的 “防护铠甲”。

环氧灌封材料能在众多领域站稳脚跟，源于其 “全能” 的性能优势。首先，卓越的绝缘性是它的 “核心技能”—— 固化后分子结构稳定，能有效隔绝电场、水分与空气，避免元器件出现漏电、短路故障，这对依赖稳定供电的电子设备至关重要。其次，可靠的力学性能让它成为器件的 “结构支撑者”，无论是剧烈振动、冲击，还是温度变化引发的热胀冷缩，它都能保持形态稳定，防止元器件因外力受损。此外，耐环境性更是它的 “加分项”，能抵御高温、低温、化学腐蚀等恶劣条件，大幅延长器件使用寿命。

不过，传统环氧灌封材料也存在 “短板”—— 导热性能不足。随着电子器件向高功率、小型化发展，工作时产生的热量骤增，若无法及时导出，会导致器件性能下降甚至报废。而西建大团队的新型材料，正是通过 “分子有序设计”，在保留绝缘性的同时实现导热性能突破，填补了行业技术空白。

在航空航天领域的应用

在航空航天领域，极端环境对器件的考验堪称 “地狱级”：航天器需在 - 270℃~120℃的极端温差、真空及宇宙辐射中运行；航空器则要承受高速气流冲击、剧烈振动与高温摩擦。此时，环氧灌封材料的作用愈发关键，成为保障航天航空设备稳定运行的 “关键一环”，其主要应用集中在三大场景。

1. 航天器电子系统的 “安全屏障”

航天器的电子系统如同 “大脑与神经中枢”，控制着导航、通信、姿态调整等核心功能。但在太空中，真空环境会导致材料挥发物凝结，可能引发电路短路；宇宙射线则会破坏元器件分子结构，导致性能失效。环氧灌封材料凭借致密结构，能隔绝真空与辐射，同时在极端温差下保持稳定，为电子系统筑起 “安全屏障”。例如卫星的导航模块，正是依靠它包裹核心芯片，才能在太空中长期精准传输信号。

2. 航空器动力系统的 “散热帮手”

航空器动力系统（如飞机发动机、火箭推进系统）是高功率、高发热部件，内部电力控制模块工作时会产生大量热量。在高空散热条件有限的情况下，若热量堆积，会影响动力控制精度。传统环氧灌封材料因导热性差难以应对，而西建大新型材料的高导热特性，能快速将热量传导至外部散热结构，确保动力系统稳定运行。比如火箭推进控制系统的燃料控制电路，正是依靠这类材料，才能在高温环境下避免控制失误。

3. 航空航天传感器的 “稳定保障”

传感器是航空航天设备的 “感知器官”，负责采集温度、压力、姿态等关键数据。这些传感器体积小巧、精度极高，对振动、电磁干扰极为敏感。环氧灌封材料能吸收振动能量、隔绝电磁干扰，同时在极端温度下保持形态稳定，确保传感器数据采集精准。例如航天器的姿态传感器，其内部惯性测量单元被环氧灌封材料包裹后，能在姿态调整时精准传数据，为控制提供可靠依据。

航空航天领域常见的环氧灌封材料

航空航天领域对材料性能要求严苛，不同器件的工作环境差异极大，因此环氧灌封材料也需 “量身定制”，主要分为以下四类：

1. 耐高温环氧灌封材料

飞机发动机附近的电子模块、火箭推进系统电路等，长期处于 150℃以上高温环境，部分短时温度甚至超 200℃。这类材料以双酚 A 酚醛环氧树脂、联苯型环氧树脂为基体，搭配芳香胺类固化剂，加入氧化铝等耐高温填料，长期使用温度可达 150℃~200℃，能在高温下保持绝缘与力学性能稳定。

2. 耐低温环氧灌封材料

航天器在太空中需应对 - 270℃极端低温，传统材料易脆裂。这类材料通过添加聚醚胺等柔性改性剂，选用低玻璃化转变温度的脂肪族环氧树脂，在 - 196℃（液氮温度）甚至 - 270℃（液氦温度）下仍能保持弹性，避免开裂，适用于卫星外部传感器、深空探测器电子模块。

3. 高导热环氧灌封材料

航天器电源模块、航空器雷达系统等高功率器件，对散热需求迫切。传统材料通过添加氮化铝、氮化硼等填料提升导热性，但易导致粘度增大、性能下降。而西建大团队的新型材料，通过 “分子有序设计” 构建连续导热通路，在低填料添加量下实现高导热（导热系数可达 2W/(m・K) 以上），同时保留卓越绝缘性，成为这类器件的理想选择。

4. 耐辐射环氧灌封材料

航天器外部电子系统、空间站通信模块等，长期暴露在宇宙射线中。这类材料选用含芳香环、杂环结构的耐辐射环氧树脂，加入金属氧化物等抗辐射助剂，在吸收 10^6 Gy 以上辐射剂量后，仍能保持 70% 以上的力学与绝缘性能，确保器件在太空辐射环境下稳定运行。

从基础认知到航空航天领域的实际应用，环氧灌封材料的重要性不言而喻。西建大新型环氧灌封材料的问世，不仅突破了传统材料的性能瓶颈，更为航空航天事业解决了极端环境下的器件可靠性难题。未来，随着技术不断迭代，环氧灌封材料将持续为航空航天领域赋能，助力人类探索宇宙的脚步迈得更远。

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