HTVIP致密C/C外壳及SiC涂层材料与隔热性能研究

发布时间：2024-03-07 03:53

　　高超声声速飞行器马赫数和再入数不断增加,飞行器表面所面临的气动加热环境日趋严重,防热隔热问题突出。高效可靠的热防护材料是高性能飞行器安全飞行的关键系统之一,不仅要求耐高温耐烧蚀,而且要求低导热和低容重。目前常用的热防护材料,是外侧为C/C或C/SiC,内侧为气凝胶的复合多层混杂结构,具有厚度大、面密度大的缺点,迫切需要研发新型绝热耐烧蚀结构功能一体化材料。基于此,本文提出一种可耐受高温的低容重、低导热、耐烧蚀、抗氧化,隔热防热一体化高温真空绝热板(High Temperature Vacuum Insulation Panel,HTVIP)材料,该材料由SiC泡沫芯材,C/C复合材料外壳,致密SiC涂层组成。HTVIP内呈真空态,其导热系数为0.3⁰.8 W/m·K,其体密度仅为0.6 g/cm³¹.0 g/cm³,是传统材料的1/2¹/3,综合性能处于国际领先水平。根据碳纤维编织传热结构特点,本文选用2D和2.5D碳纤维预制体,包敷于SiC泡沫表面,采用化学气相渗透(CVI)...

【文章页数】：153 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1航天飞机表面温度分布(℉)

南京航空航天大学博士学位论文第一章绪论1.1选题意义和研究背景高超声速飞行器对国家安全的维护具有重要的战略意义，其具有飞行速度快、响应时间短、全球快速打击等特点，逐渐成为各大国竞相研究的焦点[1-4]。随着马赫数和再入数不断增加，飞行器表面所面临的气动加热环境日趋严重，防热隔....

图1.3刚性陶瓷隔热瓦结构

期弹道导弹弹头的防热结构开始，到后来的航天返回舱，人们一直采用刚性的烧成再入飞行器的热防护系统。充气式再入飞行器以及柔性热防护系统的研制，开器及其热防护系统设计的新纪元。柔性热防护系统，即AFEI(AdvancedFlexibleEx)，其材料主要由连续陶瓷纤维构成，具有耐高温、....

图1.2柔性热防护系统的一般结构

图1.2柔性热防护系统的一般结构弹道导弹弹头的防热结构开始，到后来的航天返回舱，人们一直采用刚性的烧再入飞行器的热防护系统。充气式再入飞行器以及柔性热防护系统的研制，开及其热防护系统设计的新纪元。柔性热防护系统，即AFEI(AdvancedFlexibleEx其材料主要由连....

图1.4合金多层壁结构热防护系统

南京航空航天大学博士学位论文外层用薄的Rene-41进行支撑，该热防护系统最高使用温度仅为820℃。验证了耐高温金属热防护性能。美国开始研究可应用于航天飞机的金属热防护系统。之后设计出了金[28]，如图1.4所示，其由多层凹纹板和合金薄板点焊而成，且将凹纹不仅可以减少热....

本文编号：3921348