无纬布针剌C/C喉衬材料的制备及其烧蚀机制研究

发布时间：2021-08-18 10:37

　　无纬布针刺预制体克服了2D炭布叠层材料层间缺乏纤维连接的弱点,具有成本低廉、易于工业化、适合于各种尺寸、各种形状并且具有良好力学性能等优点,已被广泛应用于扩张段、延伸锥、刹车盘等领域。为了将该类型预制体应用于较为厚壁的固体火箭发动机喷管喉衬上,本文进行了无纬布针刺C/C喉衬复合材料制备方法的研究,表征了所得材料的微观结构和热力学性能。采用小型发动机试车和全尺寸发动机试车两种方式研究了服役工况下无纬布针刺喉衬材料的烧蚀行为和烧蚀机制,为其使用可靠性提供理论依据。论文的主要研究内容和结果如下:预制体内部合适的温度场是热梯度化学气相渗透有效致密的前提,对热梯度炉内的温度场进行了数值模拟与分析,获得了沉积开始阶段和终止阶段针刺预制体内部的温度分布规律,在此基础上,结合热梯度致密化模型,设计了厚壁预制体分区致密的方案。通过温度控制方式可实现分区致密,通过对比外壁恒温控温和内壁恒温控温两种方式下的材料的致密化行为,结果发现,内壁恒温控温方式下针刺材料内部具有较高的温度和合适的温度梯度,致密化行为符合分区致密方案,能够实现厚壁C/C复合材料密度由内至外的正向增长,致密均匀,致密效率相比现有整体CVI... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

C/C复合材料的应用领域Fig.1-1ApplicationfieldsofC/CcompositesfieldmaterialsMachineframe

的物性参数，可以调控 C/C 复合材料的各项性能。炭纤维预制体的发展历程见图 1-2。图1-2 炭纤维预制体的发展历程Fig.1-2 Development of carbon fiber preform纵观炭纤维预制体的发展，主要经历了以下几个阶段[37]：第一阶段：二维（2D）预制体。早期的 C/C 复合材料预制体以 2D 增强结构为代表，是将炭布或炭带等纤维原材料浸胶后卷绕而成。这种预制体存在层间抗剪切能力很差，易产生裂纹并分层，各向异性差，抗冲刷能力差的问题。在固体3DBlocks,Octagons4DHexagonsAlternative Multi-D Forms3D Cylinders&Frusts

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【参考文献】：
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本文编号：3349731