当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

热硫化硅橡胶基耐烧蚀复合材料的制备与性能研究

发布时间:2019-07-09 13:40
【摘要】:固体火箭发动机隔热层以橡胶基耐烧蚀材料为主,为获得更优异的隔热材料,本文开展了以硅橡胶为基础的耐烧蚀材料研究。通过单因素法对由硅橡胶、白炭黑和碳纤维三者构成的硅橡胶基胶进行了讨论,并从SiC、ZrO2、ZrB2、B4C中选出合适的耐烧蚀填料,最后通过正交实验对ZrO2/硅橡胶复合材料进行了系统的研究,得到了最优配方,并对烧蚀层做了初步分析。研究结果表明:PVMQ的含量增加可以有效的增强基胶的耐烧性能,对力学性能影响小。白炭黑对基胶的力学性能起到重要的补强作用,但对增强耐烧蚀性无效果。碳纤维提高基胶耐烧蚀性能,但会降低基胶的力学性能,6mm碳纤维效果好于3mm碳纤维。所用四种无机填料中ZrO2最适宜作为耐烧蚀填料。ZrO2的含量增加会大大提高基胶的耐烧蚀性能,对力学性能影响小。ZrO2/硅橡胶耐烧蚀复合材料中,PVMQ的含量对其耐烧蚀性影响最为重要,白炭黑对力学性能起主导作用,Zr02的加入对复合材料起到了积极作用。最优配方为m(PVMQ)/[m(VMQ)+m(PVMQ)]=50%的硅橡胶100份,白炭黑30份,6mm碳纤维12份,Zr0230份。其质量烧蚀率为0.028g/s,线烧蚀率为0.044mm/s,抗拉强度5.28MPa,密度1.29g/cm3。ZrO2/硅橡胶耐烧蚀复合材料烧蚀后可分为表面层、碳化层、热解层、基体层。表面层主要是由SiO2形成的覆盖层。碳化层是由碳、ZrO2、碳纤维、SiO2穿插形成的致密结构。烧蚀过程中产生了微量SiC分布在表面层和碳化层中,烧蚀层中的SiO2有一部分来自硅橡胶的分解。
文内图片:火箭固冲发动机结构
图片说明:火箭固冲发动机结构
[Abstract]:The thermal insulation layer of solid rocket motor is mainly rubber-based ablation resistant material. in order to obtain better thermal insulation material, the ablation resistance material based on silicone rubber has been studied in this paper. The silicone rubber base adhesive composed of silicone rubber, silica and carbon fiber was discussed by single factor method, and the suitable ablation resistant fillers were selected from SiC,ZrO2,ZrB2,B4C. Finally, the ZrO2/ silicone rubber composites were systematically studied by orthogonal experiment, and the optimal formula was obtained, and the ablation layer was preliminarily analyzed. The results show that the increase of PVMQ content can effectively enhance the firing resistance of the base adhesive, but has little effect on the mechanical properties. Silica plays an important role in strengthening the mechanical properties of the base adhesive, but has no effect on enhancing the burnout resistance. Carbon fiber can improve the ablation resistance of base adhesive, but it will reduce the mechanical properties of base adhesive. The effect of 6mm carbon fiber is better than that of 3mm carbon fiber. Among the four inorganic fillers, ZrO2 is the most suitable for ablation resistance. The increase of zirconia content will greatly improve the ablation resistance of the matrix adhesive, but has little effect on the mechanical properties. In the zirconia / silicone rubber ablation resistant composites, the content of PVMQ has the most important effect on the ablation resistance, silica plays a leading role in the mechanical properties, and the addition of Zr02 plays a positive role in the composites. The optimum formula was m (PVMQ) / [m (VMQ) m (PVMQ)] = 50% silicone rubber 100 phr, silica 30 phr, 6mm carbon fiber 12 phr, Zr0230 phr. The mass ablation rate is 0.028 g / s, the linear ablation rate is 0.044 mm / s, the tensile strength is 5.28 MPA, and the density 1.29g/cm3.ZrO2/ silicone rubber ablation resistant composites can be divided into surface layer, carbide layer, pyrolysis layer and substrate layer after ablation. The surface layer is mainly a coating formed by SiO2. The carbide layer is a dense structure formed by carbon, ZrO2, carbon fiber and SiO2. In the process of ablation, trace SiC is distributed in the surface layer and carbide layer, and part of the SiO2 in the ablation layer comes from the decomposition of silicone rubber.
【学位授予单位】:沈阳理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB332

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张开;代模栏;张琳;;火箭喷管用烧蚀材料(摘要)[J];成都科技大学学报;1980年01期

2 梅其志;火箭发动机中熔化烧蚀和碳化烧蚀的简化理论应用[J];哈尔滨船舶工程学院学报;1982年02期

3 易法军,孟松鹤,梁军,杜善义;防热复合材料高温体积烧蚀模型[J];哈尔滨工业大学学报;2001年06期

4 易法军;刘永清;翟鹏程;匡松年;;碳/酚醛复合材料烧蚀过程热应力分析[J];哈尔滨工业大学学报;2008年07期

5 高守臻;魏化震;李大勇;齐风杰;;烧蚀材料综述[J];化工新型材料;2009年02期

6 何小芳;霍国洋;王志刚;戴亚辉;曹新鑫;;聚合物基烧蚀材料的研究进展[J];塑料制造;2011年10期

7 杨德军;李旭东;;防热复合材料高温炭化烧蚀过程的数值分析[J];功能材料;2013年04期

8 张坪;;烧蚀中聚合物的分解过程[J];纤维复合材料;1985年03期

9 欧阳小凯;;耐热之冠——烧蚀材料[J];今日科技;1990年08期

10 冯水龙;;乙丙胶烧蚀材料的研究[J];特种橡胶制品;1992年03期

相关会议论文 前10条

1 胡良全;薛忠民;肖永栋;王奎顺;马吉周;鲍国苗;;低密度防热材料的动态烧蚀与隔热特性研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年

2 张多太;张曦;;阻火、阻燃与聚氨酯硬泡的防火技术航天烧蚀材料的民用化[A];第十四次全国环氧树脂应用技术学术交流会暨学会长三角地区分会第一届学术交流会论文集[C];2010年

3 赵波;;非烧蚀材料中的氧扩散研究[A];第十二届全国物理力学学术会议论文摘要集[C];2012年

4 易法军;刘永清;匡松连;翟鹏程;;炭/酚醛复合材料高温烧蚀过程实验研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年

5 唐红艳;王继辉;冯武;张莉;;耐烧蚀材料的研究进展[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年

6 唐红艳;王继辉;冯武;张莉;;耐烧蚀材料的研究进展[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年

7 刘初平;石义雷;杜百合;王国林;吴礼恒;;非烧蚀材料服役环境及其地面试验初步分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年

8 郭凯红;王春华;李直蔓;彭金花;;多层内联碳织物/酚醛烧蚀复合材料的性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年

9 唐红艳;王继辉;冯武;张莉;;耐烧蚀材料的研究进展[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

10 王苏;崔季平;范秉诚;何宇中;;聚丙烯高温热解聚动力学[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年

相关重要报纸文章 前1条

1 本报记者 黄琦 通讯员 宋曙光;返回舱“减肥”8.7公斤背后的故事[N];中国航天报;2012年

相关博士学位论文 前8条

1 王祥志;电火花诱导烧蚀加工基础研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 谭畅;强脉冲离子束产生的烧蚀等离子体特性的研究[D];大连理工大学;2006年

3 杨德军;防热复合材料烧蚀行为的数值模拟[D];兰州理工大学;2013年

4 陈亚西;ZrB_2对轻质碳/酚醛复合材料烧蚀、隔热及力学性能影响[D];大连理工大学;2014年

5 韩晓光;强流脉冲离子束辐照表面的烧蚀改性研究[D];大连理工大学;2009年

6 文波;C_f/SiC基体等离子喷涂耐烧蚀涂层性能与防护机理研究[D];北京理工大学;2014年

7 王立锋;预热烧蚀瑞利—泰勒不稳定性射流状尖钉形成机制[D];中国矿业大学(北京);2011年

8 徐荣青;高功率激光与材料相互作用力学效应的测试与分析[D];南京理工大学;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵小光;碳/酚醛复合材料烧蚀行为研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 杨磊;热硫化硅橡胶基耐烧蚀复合材料的制备与性能研究[D];沈阳理工大学;2015年

3 姚从菊;再入飞行器烧蚀层内热质传输过程的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2007年

4 杨晨;高超声速飞行器的气动烧蚀及内部传热研究[D];南京理工大学;2008年

5 李志鑫;大电流下的电极烧蚀试验装置设计及烧蚀研究[D];燕山大学;2012年

6 张羽;高超声速弹丸气动烧蚀数值模拟[D];南京理工大学;2010年

7 高迪;酚醛树脂浸渍碳纤维三维编织体的成型与烧蚀行为研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

8 罗万清;气流焓值对非烧蚀材料表面氧化反应影响的数值研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2010年

9 田蕾;硅在飞秒双脉冲作用下的烧蚀效率与荧光发射[D];吉林大学;2013年

10 孙阳;多孔纤维基酚醛树脂烧蚀复合材料的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2014年



本文编号:2512182

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2512182.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户d5fd2***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com