磷酸盐热防护陶瓷瓦修复剂及耐高温性能分析

针对热防护陶瓷瓦的损伤修复,研制了一种磷酸盐修复剂,通过扫描电镜(SEM)、差式扫描量热(DSC)以及X射线衍射分析(XRD)等方法,对磷酸盐修复剂的微观形貌、物相结构与耐高温性能进行研究,最后通过拉伸剪切实验对其高温机械性能进行测试和分析。结果表明:10%纳米Al N的加入可以促进树脂与固化剂的反应,降低固化温度,并提高其与碳化硅陶瓷的粘附强度;过量的纳米Al N会使固化反应剧烈,导致修复剂表面疏松,从而降低剪切强度。磷酸盐(Al PO4(10-0423))在高温时(1 000℃)转变成更稳定的磷酸盐晶体(Al PO4(11-0500)),增强了其高温环境下的稳定性。该研究可为重复使用飞行器热防护系统(TPS)的设计与修复提供参考。

可重复使用飞行器陶瓷瓦热防护系统尺寸优化分析

针对可重复使用飞行器陶瓷瓦热防护系统再入过程中防热和承载问题,结合有限元软件ANSYS建立热分析模型和结构模型,模拟再入过程中陶瓷瓦热防护系统防热和承载作用,预测内部瞬态温度响应。然后利用热模型和结构模型以及ANSYS软件优化模块对陶瓷瓦热防护系统尺寸进行优化,并且对比考虑内部热损耗和不考虑内部热损耗两种情况下的优化结果,最后根据结果确定防热瓦之间缝隙的尺寸。

三种典型热防护系统发展概况

从材料、结构及性能三个方面介绍了柔性热防护系统、刚性陶瓷瓦热防护系统和金属热防护系统这三种典型的热防护系统。通过不同热防护系统间材料、结构及性能的对比可以看出热防护系统的发展趋势。