在當前技術水平下,發(fā)展重型運載火箭是人類實現(xiàn)星際旅行與深空探測的前提。低溫推進劑貯箱作為運載火箭中質量和體積占比最大的部件,其輕質化水平?jīng)Q定著火箭的總體服役性能。在新一代輕型低溫推進劑貯箱的眾多候選材料中,碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料因其優(yōu)異的綜合性能而被優(yōu)先考慮。然而,作為低溫推進劑貯箱的結構材料,碳纖維復合材料必須面對嚴苛的超低溫環(huán)境（液氧/液氫:-183/-253 ℃）。本文針對復合材料基體樹脂（環(huán)氧樹脂）存在質脆、韌性差和耐沖擊性差等缺點,通過向環(huán)氧樹脂中引入柔性分子鏈和納米粒子增強相的方法來改善環(huán)氧樹脂在超低溫下的力學性能。然而,鑒于液氧的特殊性（樹脂基體需面臨液氧相容性問題）,本文首先通過98J液氧沖擊試驗從4種商用環(huán)氧樹脂型號中篩選出與液氧相容性相對較好的NPEF-170環(huán)氧樹脂,以該型號環(huán)氧樹脂為研究對象進行改善樹脂低溫力學性能的方法研究。此外,本文對NPEF-170環(huán)氧樹脂進行Br元素接枝改性,研究了 Br元素對環(huán)氧樹脂液氧相容性的影響機理。隨后,本文提出了 一種通過向環(huán)氧樹脂分子結構中引入柔性有機硅（-Si-O-Si-）分子鏈來改善環(huán)氧樹脂超低溫力學性能的方法。同時... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

金屬貯箱和復合材料貯箱對比情況f}l

司（ＭＤＡ）開始進行樹脂基復合材料液氫貯箱的研宄到２０１６年Ｓｐａｃｅ?Ｘ公司制造出直徑??１２米的復合材料貯箱，復合材料低溫推進劑貯箱從小直徑小容量逐漸向大直徑大容量的??方向發(fā)展，如圖１．２所示［２（）＿２２］。??減重?２０￣４０％??成本降低約２５％??１５?＿擊??＾＞２．４?ｍ?ｐ?ｗ?ｓ??２５祕??Ｉ麵倉“??１９９６?２０１４?２０１６??年份??圖１．２國外復合材料貯箱發(fā)展歷程ｌ２（）＿２２］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｈｉｓｔｏｒｙ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｔａｎｋｓ，２０＂２２］??國外最先開展的是含有內(nèi)襯結構的復合材料壓力容器的研究工作，美國林肯復合材??料公司于２０世紀５０年代已開始進行復合材料壓力容器的研宄工作［２３］。最初的內(nèi)襯材料??為橡膠，隨后發(fā)展為鋁合金、鈦合金等金屬材料，而纖維主要以玻璃纖維和芳綸纖維為??主［２４］。國外復合材料壓力容器的快速發(fā)展期始于２０世紀７０年代，美國林肯復合材料公??司、美國空間壓力系統(tǒng)公司、波音公司及法國ＡｅｒｏｓＳｐａｔｉａｌｅ空間研究中心等機構均開展??了相關研宄工作［２３＿２６］。??從２０世紀８０年代開始，國外相關公司和研宄機構開始進行全復合材料液氧貯箱和??液氫貯箱的研究工作。研制液氧貯箱面對的主要難題是復合材料與液氧的相容性問題，??所謂材料與液氧相容是指材料置于液氧環(huán)境中，受到外界能量作用時（如撞擊、摩擦等），??－３?＊？－??

司（ＭＤＡ）開始進行樹脂基復合材料液氫貯箱的研宄到２０１６年Ｓｐａｃｅ?Ｘ公司制造出直徑??１２米的復合材料貯箱，復合材料低溫推進劑貯箱從小直徑小容量逐漸向大直徑大容量的??方向發(fā)展，如圖１．２所示［２（）＿２２］。??減重?２０￣４０％??成本降低約２５％??１５?＿擊??＾＞２．４?ｍ?ｐ?ｗ?ｓ??２５祕??Ｉ麵倉“??１９９６?２０１４?２０１６??年份??圖１．２國外復合材料貯箱發(fā)展歷程ｌ２（）＿２２］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｈｉｓｔｏｒｙ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｔａｎｋｓ，２０＂２２］??國外最先開展的是含有內(nèi)襯結構的復合材料壓力容器的研究工作，美國林肯復合材??料公司于２０世紀５０年代已開始進行復合材料壓力容器的研宄工作［２３］。最初的內(nèi)襯材料??為橡膠，隨后發(fā)展為鋁合金、鈦合金等金屬材料，而纖維主要以玻璃纖維和芳綸纖維為??主［２４］。國外復合材料壓力容器的快速發(fā)展期始于２０世紀７０年代，美國林肯復合材料公??司、美國空間壓力系統(tǒng)公司、波音公司及法國ＡｅｒｏｓＳｐａｔｉａｌｅ空間研究中心等機構均開展??了相關研宄工作［２３＿２６］。??從２０世紀８０年代開始，國外相關公司和研宄機構開始進行全復合材料液氧貯箱和??液氫貯箱的研究工作。研制液氧貯箱面對的主要難題是復合材料與液氧的相容性問題，??所謂材料與液氧相容是指材料置于液氧環(huán)境中，受到外界能量作用時（如撞擊、摩擦等），??－３?＊？－??

【參考文獻】：
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本文編號：3419883