基于栅极用碳/碳复合材料铺层角度的优化

离子推力器是航天器的加速装置,其栅极用碳/碳复合材料部分采用铺层方法制备而成。本文以铺层法制备栅极材料为背景,为了观察不同铺层角度对碳/碳复合材料在同等静压力的冲击下发生的结构变化和形变程度影响,通过使用T700碳纤维/酚醛预浸带为原材料制备得到2mm厚的碳/碳复合材料单向层合板,对其进行力学性能测试,并得到相关力学性能参数,从而建立有限元模型对不同铺层角度复合材料进行仿真模拟分析。最后通过仿真结果分析,在同等静压力冲击下,[0/90]9铺层结构变形程度最大,且已经发生失效,材料被破坏,而[0/45/90/-45]5铺层结构变形程度最小,且材料结构完整性较好,在此实验条件下,是最稳定的铺层结构。

离子推力器栅极材料的发展现状

离子推力器是一种应用广泛的电推力器。栅极在离子推力器中用于将离子引出并加速产生推力,是决定离子推力器的性能以及可靠性的关键组件。近年来,用于制备栅极的材料由钼等金属材料过渡到碳基材料,尤其是C/C复合材料具有更优的热稳定性与耐离子溅射性能,是大承载、长寿命、高稳定性离子推力器理想的栅极候选材料。一些国家已开展C/C复合材料栅极研制并实现星际飞行,而我国栅极材料仍采用金属钼,C/C复合材料栅极工程应用仍处于空白。本文主要总结栅极材料的发展现状,分析各种栅极材料的优缺点,并探讨各国C/C复合材料栅极的制造技术。

蜂窝夹层结构的制备与应用进展

蜂窝夹层结构具有比强度、比刚度高的特性,可作为轻质高承载结构件。随着蜂窝芯和蒙皮材料的发展,为满足高轻质化、高精度、尺寸稳定性等需求,蜂窝夹层结构由金属蜂窝逐渐向复合材料蜂窝方向转变,并均已实现工程化应用。碳纤维增强树脂基蒙皮与铝蜂窝芯子的组合结构目前为国内研究热点,但在深空探测技术的不断发展下,C/C复合材料在真空环境下出色的耐高温性能使其成为深空探测领域的理想材料。本文分析了由不同材料制备的蜂窝夹层结构材料的优缺点,逐一介绍了不同蜂窝夹层结构材料的制备方法和应用,并对碳纤维复合材料蜂窝结构的工程化应用进行了展望。