【摘要】：目前,固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管擴(kuò)張段所使用的燒蝕防熱材料以高硅氧/酚醛和碳/酚醛為代表的碳化型樹(shù)脂基燒蝕防熱材料為主,但是這類(lèi)材料存在脆性大,法向強(qiáng)度較低,燒蝕表面抗氣流沖刷能力較差,易產(chǎn)生燒蝕表面碳層剝離等缺陷。采用樹(shù)脂傳遞模塑成型(Resin Transfer Moulding,RTM)技術(shù)配合針刺結(jié)構(gòu)、編織結(jié)構(gòu)預(yù)制體成型耐燒蝕復(fù)合材料是解決這一問(wèn)題的途徑之一,但是常用于RTM工藝的樹(shù)脂體系均不能被用作耐燒蝕樹(shù)脂基體。所以,研究和開(kāi)發(fā)適用于RTM工藝的耐燒蝕樹(shù)脂體系是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。本課題以RTM251樹(shù)脂、B-80樹(shù)脂和低粘度樹(shù)脂為研究對(duì)象,采用DSC測(cè)試和TG測(cè)試研究了三種樹(shù)脂的固化特性;考察了樹(shù)脂澆鑄體的力學(xué)性能、熱性能、燒蝕性能及其微觀形貌;通過(guò)對(duì)樹(shù)脂體系粘溫特性、等溫粘度特性的研究,了解樹(shù)脂的化學(xué)流變行為,以此為基礎(chǔ)創(chuàng)建樹(shù)脂的化學(xué)流變模型,進(jìn)而準(zhǔn)確地預(yù)告樹(shù)脂的RTM工藝窗口。研究表明:RTM251樹(shù)脂和B-80樹(shù)脂具有良好的力學(xué)性能和耐燒蝕性能,且具有RTM工藝所要求的理想低粘度平臺(tái)和較長(zhǎng)的低粘度保持時(shí)間,是適用于RTM工藝的理想耐燒蝕樹(shù)脂基體。采用RTM工藝制備B-80/針刺和RTM251/針刺復(fù)合材料平板試驗(yàn)件,對(duì)比研究不同樹(shù)脂基體對(duì)復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明:RTM251/針刺復(fù)合材料表現(xiàn)出了良好的力學(xué)性能、致密性和燒蝕性能等,而B(niǎo)-80/針刺復(fù)合材料具有較大的比熱容,較小的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù),表現(xiàn)出了良好的熱物理性能,滿足燒蝕材料大比容、小導(dǎo)熱系數(shù)的要求�？傮w而言,RTM251/針刺復(fù)合材料的綜合性能較為優(yōu)異,其主要原因在于樹(shù)脂基體本身的性能,實(shí)驗(yàn)證明綜合性能良好的樹(shù)脂基體更有利于提升復(fù)合材料的性能。采用RTM工藝制備了RTM251/2.5D編織復(fù)合材料平板試驗(yàn)件,將其性能與RTM251/針刺復(fù)合材料的性能作對(duì)比,研究不同結(jié)構(gòu)預(yù)制體對(duì)復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明:RTM251/2.5D編織復(fù)合材料密度高,表現(xiàn)出優(yōu)異的耐燒蝕性能和抗沖刷性能,其氧-乙炔線燒蝕率和質(zhì)量燒蝕率僅為0.024mm·s-1和0.0569g·s-1,預(yù)制體結(jié)構(gòu)受熱流沖刷破壞程度微小,且其在受熱條件下尺寸穩(wěn)定性較好,線膨脹系數(shù)很小,接近于零膨脹,表現(xiàn)出了可作為耐燒蝕材料的潛質(zhì)。以RTM251樹(shù)脂為基體,2.5D編織結(jié)構(gòu)為預(yù)制體制備RTM成型典型防熱構(gòu)件。得到的產(chǎn)品尺寸精度高、內(nèi)外表面光潔、表觀質(zhì)量?jī)?yōu)良。采用超聲波探傷測(cè)得其質(zhì)量正常的分貝范圍為78~84d B,分貝差值僅為6 d B,產(chǎn)品內(nèi)部材質(zhì)較為致密均勻。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：航天動(dòng)力技術(shù)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB332

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2487173