陶瓷填料改性PICA复合材料的研制及性能表征

发布时间：2024-02-14 20:14

　　与近地轨道速度再入的航天飞行器相比,深空探测与载人登月返回舱以第二宇宙速度再入大气层时会经受更严重的气动加热,对热防护材料的性能提出了更高的要求。轻质炭化材料是未来深空探测及载人航天返回舱热防护结构的关键材料,新型PICA复合材料(Phenolic impregnated carbon ablator)是其中的典型代表。虽然PICA满足了高超声速飞行器热防护轻质与隔热的需求,但其抗烧蚀性能及热防护效率亟待提高。利用碳纤维针刺毡和硼改性酚醛树脂,采用真空浸渍法制备了 PICA,并通过性能表征对其制备工艺进行了优化,确定了 PICA制备的技术途径。通过非等温DSC法及正交试验优化了 PICA的固化工艺;以层间剪切强度为评估指标确定了碳纤维针刺毡的表面处理工艺;研究了碳纤维针刺毡密度及浸渍剂浓度对材料最终密度、压缩强度及导热系数的影响。结果表明:固化升温速率对材料压缩强度影响较大,单纯依靠非等温DSC法和外推法不能得到最优的固化温度,PICA最优固化工艺为120℃ 1h+ 170℃ 1h,固化升温速率为1℃/min,此时PICA的压缩强度最高;在常温下,采用浓硝酸对碳纤维针刺毡进行表面处理时...

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【部分图文】：

图１－４不同热壁热流下烧蚀后的ＳＬＡ－５６１Ｖ［Ｕ］??

第１章绪论??＿，??图１＿３ＳＬＡ－５６１Ｖ热防护结构及铝蜂窝承载结构??Ｆｉｇ．?１－３?ＳＬＡ－５６１Ｖ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??（ａ）?０．３?ＭＷ／ｍ２?（ｂ）?０．９....

图１－５?“神舟”飞船返回舱外形［１５】??Ｆｉ．?１－５?Ｔｈｅ?ｒｅ－ｅｎｔｒｍｏｄｕｌｅ’ｓ?ｏｕｔｌｉｎｅ?ｏｆ?“ｓｈｅｎｚｈｏｕ”?ｓａｃｅｃｒａｆｔ丨１５１??

度烧蚀材料。这种烧蚀材料是利用预制体成型及真空大面积灌注工艺，在玻璃酚??醛蜂窝中灌注含有增强纤维、空心玻璃微球、空心酚醛微球填料的苯基硅橡胶制??备的低密度烧蚀材料。“神舟”飞船返回舱外形如图１－５所示。按照各部位再入环??境的不同，研制了两种不同密度的烧蚀材料。防热大底及侧壁....

图１－７不倍下ＦｉｂｅｒＦｏｒｍ观［２５］??

⑻低倍?（ｂ）高倍??图１－６不同放大倍数下Ａｍｅｓ研究中心制备的：ＰＩＣＡ微观结构［２５］??Ｆｉｇ．１－６?Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ＰＩＣＡ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?Ａｍｅｓ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｃｅｎｔｅｒ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ１２５１....

图１－６不同放大倍数下Ａｍｅｓ研究中心制备的：ＰＩＣＡ微观结构［２５］??

（ａ）低倍?（ｂ）高倍??图１－７不同放大倍数下ＦｉｂｅｒＦｏｒｍ微观结构［２５］??Ｆｉｇ．?１－７?Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ＦｉｂｅｒＦｏｒｍ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ?［２５］??ＰＩＣＡ最早应用于“星辰号”（Ｓｔａｒｄｕｓｔ）返回舱。由....

本文编号：3898548