新型树脂基热防护结构的制备及性能研究

发布时间：2022-01-25 14:37

　　针对飞行器热防护结构材料的低成本轻质化需求,设计了一种新型的承载防热一体化树脂基热防护结构,通过防隔热材料筛选及粘接工艺优化,成功制备了一种以耐高温聚酰亚胺复合材料为外防热层,气凝胶纤维毡为隔热芯,环氧树脂复合材料为承载层的热防护结构。对该结构的力学性能和防隔热性能进行了测试和评价,并考察了隔热层厚度对结构防热性能的影响。结果表明:树脂基热防护结构具有较好的力学承载性能和抗失稳性能,可满足结构的强度使用要求;在长时间的石英灯热测试中,试样整体结构保持完好,并且隔热性能随着气凝胶隔热层厚度的增加而提高,在隔热层厚度为13 mm时,500℃、1500 s后的背温降至100℃左右,表现出优异的防隔热性能。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020,(10)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

树脂基热防护结构示意图

采用马弗炉高温热测试对聚酰亚胺复合材料的长时间耐热性能进行考察。图3和图4分别为聚酰亚胺复合材料板在马弗炉中高温后的实物照片及热失重情况,具体数据见表1。可以看到:在450 ℃下放置30 min后树脂热失重较小,仅为1.4%,复合材料无明显变化;在500 ℃下放置30 min后,和初始样品相比,复合材料平板表面有少量树脂残碳,整体外观无明显变化,厚度方向无分层现象,树脂热失重仅为3.3%;当温度增加至550 ℃时,热失重显著增大,5 min后的树脂热失重百分比为3.1%,30 min后,由于树脂大量分解,复合材料表面变得粗糙,并出现鼓包,厚度方向有分层现象,树脂热失重百分比增大到6%。上述实验表明,聚酰亚胺复合材料具有500 ℃以下的长时耐受能力,并具备500 ℃以上的短时耐受能力,可满足该树脂基热防护结构外防热层对500 ℃热环境的长时耐温需求。图4 聚酰亚胺复合材料在不同温度下的树脂热

聚酰亚胺复合材料在不同温度下的树脂热

【参考文献】：
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本文编号：3608714