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超低温资料制备工艺及机能研讨

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超低温资料制备工艺及机能研讨

宣布日期:2018-01-31 作者:jsoczs.com 理工宇龙新资料科技 点击:

崇高高贵音速飞翔器再入进程中,所蒙受的情况很是卑劣,出格是端头和机翼前缘,须要在氧化性情况中耐受永劫间超高暖和高速气流冲洗感化,是以对其防热资料提出了刻薄的请求。本文在阐发国际外耐超低温资料研讨的根本上,展开了超低温碳基复合资料的研讨,接纳泥浆涂刷法引入超低温陶瓷组分(ZrB2、ZrC、TaC),接纳前驱体浸渍裂解工艺引入基体碳,制备了新型的C/C-ZrB2(ZrC、TaC)超低温复合资料,考查了超低温资料前驱体品种、交联、浸渍、穿刺等工艺参数对复合资料布局和机能的影响。 

接纳呋喃树脂、酚醛树脂、沥青作为碳源,研讨了交联或浸渍工艺对C/C-ZrB2复合资料布局和机能的影响。选用呋喃树脂作为碳源,接纳浸渍-交联-裂解工艺制备C/C-ZrB2复合资料时,树脂交联进程中体积缩短,而裂解进程中体积缩短,致使层间连系较差,影响到复合资料的综合机能;接纳浸渍后间接裂解工艺制备的复合资料致密度高,力学机能和抗氧化机能较好。选用残碳率高的酚醛树脂作为碳源,经浸渍-交联-裂解工艺制备的C/C-ZrB2复合资料致密度高,从而能够大幅进步其力学、抗氧化及抗烧蚀机能;而接纳浸渍后间接裂解工艺制备的复合资料密度低、开孔率高,响应的力学、抗氧化、抗烧蚀机能均较差。别离浸渍沥青溶液和熔融沥青制备了C/C-ZrB2复合资料,接纳沥青溶液制备的复合资料密度较低,力学、超低温资料抗氧化和抗烧蚀机能较差;熔融沥青制备的复合资料综合机能较好,但熔融浸渍工艺须要低温高压装备,本钱较高,限定了沥青的利用。

综上所述,酚醛树脂是适合PIP工艺的前驱体,且接纳浸渍-交联-裂解工艺制备的复合资料机能佳。 研讨了耐超低温陶瓷粉体含量对C/C-ZrB2、C/C-ZrC、C/C-TaC复合资料布局和机能的影响。随ZrB2含量的增添,制备的C/C-ZrB2复合资料密度增添,线烧蚀率显现先下降后增添的趋向,涂刷ZrB2体积含量为10%的泥浆制备的ZB10复合资料具备较为优良的综合机能,曲折强度为250.37MPa,断裂韧性为13.84MPa·m1/2;颠末1200℃氧化30min品质保留率到达90.65%,强度保留率到达85.14%;经60s氧乙炔焰烧蚀查核品质烧蚀率为0.01802g/s,线烧蚀率为0.0122mm/s。跟着ZrC含量的增添,C/C-ZrC复合资料制备进程中缩短景象越发严峻,开孔率逐步增大,抗氧化、耐烧蚀机能明显下降,涂刷ZrC体积含量为15%的泥浆制备的ZC15复合资料综合机能较优,曲折强度为217.54MPa,断裂韧性为12.00MPa·m1/2;颠末1200℃氧化30min品质保留率到达90.91%,强度保留率到达82.04%;品质烧蚀率为0.01827g/s,线烧蚀率为0.0193mm/s。跟着TaC含量的增添,制备的C/C-TaC复合资料密度增添,致密度的变更使复合资料的力学机能和抗烧蚀机能均显现先升后降的趋向,涂刷TaC体积含量为15%的泥浆制备的TC15复合资料综合机能较好,曲折强度为260.99MPa,断裂韧性为13.21MPa·m1/2;颠末1200℃氧化30min品质保留率到达92.12%,强度保留率到达75.03%;品质烧蚀率为0.02510g/s,线烧蚀率为0.0290mm/s。 超低温资料研讨了穿刺工艺对复合资料机能的影响。穿刺工艺能够进步C/C-ZrB2(TaC、ZrC)复合资料的致密度、下降开孔率;加强层间剪切强度;加重高速气流冲洗,进步抗烧蚀才能。与未穿刺样品比拟,C/C-ZrB2复合资料线烧蚀率从0.0135mm/s下降到0.0075mm/s。

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