添加有机氟化物的固体复合推进剂对EPDM绝热材料烧蚀特性研究

分别在三组元、四组元固体复合推进剂的基础上制备了添加有机氟化物(OF)的高铝含量(18%)固体复合推进剂,利用高过载烧蚀模拟发动机考察了燃烧室压强为7MPa的条件下,上述推进剂对于三元乙丙橡胶绝(EPDM)热材料的烧蚀特性。结果表明,在OF为3%取代添加量的情况下,添加OF的推进剂配方相比于常规空白配方,对绝热材料的最大线烧蚀率可降低30%以上;对于四组元推进剂,含有OF的推进剂燃烧还能够有效抑制燃烧室的凝聚相沉积。实验通过分析推进剂的燃面特性、高过载烧蚀模拟发动机燃烧室沉积物组成、试验后绝热材料表面炭层结构、推进剂包覆材料表面沉积物形貌,探讨了配方中OF对于降低推进剂烧蚀特性的机理。分析认为,由于添加OF的推进剂燃烧能够形成粒径更小的凝聚相燃烧粒子,从而降低了它们在发动机流场中的动量,进而抑制其对于绝热材料的冲刷作用,致使烧蚀特性下降。

数字图像处理的TiC/钨基复合材料烧蚀形貌重构

为提高TiC颗粒增强钨基复合材料烧蚀形貌重构精度和抗烧蚀性能,提出基于数字图像处理的TiC颗粒增强钨基复合材料烧蚀形貌重构方法。用氧乙炔烧蚀装置进行烧蚀试验,利用三目立体视觉系统采集烧蚀图像,通过阈值分割法,将图像转换为二维图像数据。用微分算子法提取二维图像轮廓,用NURBS曲线延拓、拟合二维图像轮廓曲线,通过匹配点的空间坐标曲线拟合图像轮廓特征数据,实现TiC颗粒增强钨基复合材料烧蚀形貌重构。结果表明:该方法对TiC颗粒增强钨基复合材料烧蚀形貌数据重构精度较高,重构目标点与原始数据点误差较小,对提高TiC颗粒增强钨基复合材料抗烧蚀性能有一定指导。

玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料烧蚀性能研究

本文选择了氨酚醛树脂以及硼酚醛树脂为基体材料,玄武岩纤维为增强材料,制备了三种耐烧蚀复合材料。对材料进行了力学性能以及耐烧蚀性能试验,发现玄武岩纤维增强高分子量硼酚醛树脂复合材料力学性能以及耐烧蚀性能最优。通过对烧蚀后材料的表面形貌SEM分析以及表面粘附物能谱分析,简要阐述了酚醛树脂树脂基烧蚀复合材料的烧蚀机理。

低密度硅基材料烧蚀机理分析与工程计算

从低密度硅基材料烧蚀机理分析这一角度出发,阐述载人飞船返回舱大面积防热结构的设计思想,并给出了经过地面试验检验的计算结果。论述的主要内容:(1)分析了神州一号返回条件下,材料的烧蚀机理;(2)优化出影响材料的烧蚀性能的主要参数;(3)指导了烧蚀材料的研制,对烧蚀材料有明确的性能要求;(4)确定了防热结构在载人飞船返回条件下,大面积防热结构的厚度。此分析用于载人飞船飞船的研制,并为飞行试验所验证。

发动机用碳酚醛材料烧蚀影响因素分析

一．概述 碳酚醛材料由于具有石墨或碳／碳材料相似的优良耐烧蚀特性以及成本低廉等特点，而且制作工艺和一般增强塑料相近，可沿用模压、层压和缠绕等工艺，因此碳酚醛材料作为功能烧蚀材料已被广泛应用于火箭和导弹的发动机防热部位，如喷管等。

轻质蜂窝材料烧蚀试验方法

热防护技术是高超声速飞行器再入的重要技术,而轻质蜂窝材料是热防护技术中大量采用的防热材料,在地面试验中超声速自由射流驻点烧蚀是考核防热材料烧蚀性能的有效手段。大尺寸平面驻点烧蚀试验中,烧蚀表面热流分布不均匀,使得试验过程中烧蚀表面的形状发生改变,从而造成试验状态的偏离,最终导致烧蚀结果的误差,采用球面等热流外形设计可以有效解决该问题。详细介绍了驻点烧蚀的试验方法和试验设备,简要说明了热流测量的工程算法和理论原理,进而着重阐述了平面驻点模型对烧蚀结果的影响,并根据试验和计算结果给出了改进烧蚀表面热流均匀性分布的等热流球面方法,最后结合试验对球面模型和平面模型的热流测量及烧蚀结果做了详细的对比分析,解释了平面模型产生较大烧蚀量误差的原因。

耐烧蚀材料对无阻燃剂三元乙丙橡胶材料烧蚀性能的影响

为了提高固体火箭发动机绝热层材料耐烧蚀性能,采用三元乙丙橡胶、芳纶短纤纤维、硼酚醛树脂、过氧化二异丙苯为无阻燃剂绝热层材料的基本体系,研究了空心微珠、陶瓷微珠、玻璃鳞片、聚碳酸酯、苯并噁嗪树脂、甲基苯基硅树脂等耐烧蚀填料对三元乙丙橡胶烧蚀性能的影响。结果表明,无机填料（空心微珠、陶瓷微珠、玻璃鳞片各10份）、聚碳酸酯15份、苯并噁嗪树脂15份、甲基苯基硅树脂15份,线烧蚀率依次减少,分别为（0.203~0.222）mm/s、0.185mm/s、0.165mm/s、0.154mm/s,甲基苯基硅树脂是最理想的耐烧蚀填料,对无阻燃剂耐烧蚀三元乙丙橡胶研究具有一定的参考价值。

耐烧蚀材料对无阻燃剂三元乙丙橡胶材料烧蚀性能的影响

为了提高固体火箭发动机绝热层材料耐烧蚀性能,采用三元乙丙橡胶、芳纶短纤纤维、硼酚醛树脂、过氧化二异丙苯为无阻燃剂绝热层材料的基本体系,研究了空心微珠、陶瓷微珠、玻璃鳞片、聚碳酸酯、苯并噁嗪树脂、甲基苯基硅树脂等耐烧蚀填料对三元乙丙橡胶烧蚀性能的影响。结果表明,无机填料(空心微珠、陶瓷微珠、玻璃鳞片各10份)、聚碳酸酯15份、苯并噁嗪树脂15份、甲基苯基硅树脂15份,线烧蚀率依次减少,分别为(0.203~0.222)mm/s、0.185mm/s、0.165mm/s、0.154mm/s,甲基苯基硅树脂是最理想的耐烧蚀填料,对无阻燃剂耐烧蚀三元乙丙橡胶研究具有一定的参考价值。

CuCr55电极触头真空电弧燃弧与烧蚀特性

铜铬合金材料作为电接触领域最重要的触头材料之一,在真空灭弧室中得到了广泛的应用。采用电弧熔炼方法制备了CuCr55触头材料,对比了熔铸CuCr25、熔渗CuCr50和电弧熔炼CuCr55材料的微观结构,并着重分析了电弧熔炼CuCr55触头的真空电弧燃弧与烧蚀特性。利用高速摄影机拍摄短路电流燃弧特性,得到了产生阳极斑点的临界电流。利用电子显微镜观察烧蚀过后的触头表面微观形貌,触头表面未出现材料断裂、细微裂痕或显著隆起。研究结果表明,电弧熔炼CuCr55触头具有铬颗粒细小均匀、显微组织球化弥散分布的微观结构,以及良好的均匀烧蚀特性。

烧蚀防热材料在线后退测试技术研究进展

介绍了基于熔点法、辐射法、电阻法、声波法以及摄影法等测试技术的原理和进展,从嵌入式和非嵌入式两类测试方案展开分析了烧蚀后退测试技术发展的特点和不足。当前,烧蚀后退在线测试仍然以嵌入式为主;综合来看,电阻法是实现在线后退测试的最佳方案;非嵌入式方案虽然离飞行测试还有一段距离,但是其在地面试验中作为验证技术已逐渐成熟。更加频繁的星际进入任务必将全方位提升在线后退测试技术。

轻质烧蚀材料的研究现状与展望

随着对太空探测的深入,高速飞行器在飞行过程中面临着越来越严峻的气动加热问题,对飞行器热防护材料的轻量化、隔热以及高热流条件下长时间飞行提出了更高的要求,所以轻质烧蚀材料的研究受到了国内外的广泛关注。本文针对我国航天器对热防护系统轻量化的需求,重点介绍了蜂窝增强烧蚀材料和气凝胶材料,并针对轻质烧蚀材料的发展进行了展望。

陶氏推出有机硅烧蚀材料网站助力航空航天

1月30日,陶氏宣布推出一个新网站dowablatives.com,客户可据此了解用于航天器和卫星的DOWSIL TM有机硅烧蚀材料和新材料的创新应用。“我们很高兴将这一新资源提供给航空电子,航空航天和国防行业的客户”,消费和电子营销经理Cody Schoener说,“发射频率正以越来越高的速度增长,对高性价比、可靠和可扩展的防护材料的需求空前高涨。诸如可重复使用火箭、小卫星、无人机、高超声速导弹和移动火箭发射器等新兴技术带来了众多挑战,使得资产保护变得至关重要。

超短脉冲激光烧蚀SiO_2材料的库仑爆炸模型理论分析(英文)

基于动理论Vlasov-Poisson方程,建立了超短脉冲激光引起的SiO2材料表面库仑爆炸烧蚀机理的理论模型,计算了在多光子吸收与雪崩2种电离机制下材料中自由电子的非平衡态分布,并在此基础上定量分析了自洽电场导致的材料表面库仑爆炸的机理及激光参数对材料表面烧蚀的影响.结果表明,在飞秒激光作用下自由电子弛豫时间不是常数,而是与自由电子微观状态有关,表明弛豫时间近似模型在飞秒时间尺度下是不适用的.理论模型的烧蚀深度数值计算结果在0～1ps脉宽范围均与实验吻合得较好.

低密度烧蚀材料在神舟飞船上的应用

介绍了神舟号系列载人飞船返回舱防热材料的配方设计、成型工艺及性能情况,并与国外相关防热材料进行了对比,包括防热材料的类型、工艺及性能特点等,对返回舱用防热材料的发展进行了总结和展望。

耐烧蚀复合材料用改性酚醛树脂研究进展

本文从结构改性、共混改性等方面介绍了近年来国内外对耐烧蚀复合材料用各种改性酚醛树脂的合成方法、分子结构、改性机理以及改性后酚醛树脂的性能和应用概况,并指出今后改性酚醛树脂仍是一种低成本耐烧蚀复合材料的树脂基体,在航天材料领域有着广泛的应用。

硼酚醛烧蚀材料的研究

介绍了炭布增强硼酚醛烧蚀材料 ( 2 D C/FB)的制备 ,研究了工艺对复合材料力学性能和烧蚀性能的影响。结果表明 ,硼酚醛 FB树脂 90 0℃残炭率高达 70 % ,高于普通酚醛树脂 (钡酚醛 ) ,采用优化工艺制备的 2 D C/FB材料力学性能和烧蚀性能优异 ,剪切强度高达 3 9.

芳砜纶浆粕在硅橡胶耐烧蚀绝热材料中的应用

以预处理后的国产芳砜纶浆粕纤维(PSA)浆粕作为主要耐烧蚀和增强填料,制备了硅橡胶绝热材料。研究了PSA浆粕纤维含量对硅橡胶绝热材料的分散效果、抗拉强度、断裂伸长率、线烧蚀率、密度和硬度等性能的影响。实验结果表明,芳砜纶浆粕的预处理可以提高其在绝热层基体中的分散和与基体的界面结合;当处理后PSA浆粕纤维用量不大于15份(苯基硅橡胶100份)时,随浆粕用量的增加,硅橡胶绝热材料断裂强度增大,断裂伸长率减小,复合材料的线烧蚀率随着PSA浆粕用量的增加而降低;添加PSA浆粕的硅橡胶绝热材料具有较好的耐烧蚀性,可应用在固体火箭发动机或者冲压发动机中。

烧蚀防热材料的显微结构研究

研究了二种烧蚀防热材料的显微结构.研究表明:烧蚀材料1＃中的高硅氧玻璃纤维在模拟烧蚀后仍保持其纤维形态不变,并且大、中、小纤维以适当的配比结合,使得纤维堆积密度增大,从而能提高材料的机械强度;烧蚀材料2＃具有蜂窝夹心结构,在蜂窝中填充的低密度材料是由50～100μm的空心玻璃球所组成的,这赋予它密度低、隔热性能好的特点.

新型耐烧蚀材料-聚芳基乙炔树脂的研究进展

综述了聚芳基乙炔树脂在国内的研究进展状况,其中包括聚芳基乙炔的单体、聚合、性能及其应用。阐述了其不足之处和国内外研究者们对此所作的改性,并指出降低成本、提高性能及加强机理研究是聚芳基乙炔树脂今后开发的重点工作。

低密度烧蚀材料研究进展

随着深空探测任务发展,飞船返回舱和星际探测器的大底和侧壁等部位的高热流密度、高焓值和长气动加热时间的热环境对热防护系统及材料的气动外形保持能力、轻量化、防热效率、隔热性能和长时间服役能力提出了更高的要求,使得具有烧蚀、隔热性能优异和结构重量轻等特点的低密度烧蚀材料备受关注.文章系统总结了低密度烧蚀材料的特点和发展历程,介绍了国内外蜂窝增强和纤维化多孔基体增强两类低密度烧蚀材料的研究进展及实际应用现状,重点介绍了蜂窝增强硅橡胶、蜂窝增强酚醛树脂和蜂窝增强有机硅树脂低密度烧蚀材料,以及硅树脂浸渍可重复使用陶瓷基体烧蚀材料和酚醛浸渍碳烧蚀材料为代表的轻质陶瓷烧蚀材料.针对我国发展新一代载人飞船的近地轨道、载人登月、载人登小行星、载人登火星等任务模式热防护系统的特殊需求,介绍了国内为新一代多用途载人飞船轻量化热防护系统研制所做的基础研究和应用研究.最后,分析了低密度烧蚀材料的国内外的技术差距并探讨了我国低密度烧蚀材料发展展望.