高超音速飛行器端頭與固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)喉襯材料所處的環(huán)境溫度在2000℃以上,需要防熱材料在滿足非燒蝕或微燒蝕的基礎(chǔ)上,兼具低密度與較高的力學(xué)性能。本研究試圖開(kāi)發(fā)一種Al-Si-Mo三元耗散劑,以提高耐燒蝕性能并采用C/C復(fù)合材料作為基體提高其力學(xué)性能。依據(jù)耗散防熱機(jī)理設(shè)計(jì)了耗散劑的組分,發(fā)明了液相浸漬-壓力浸滲兩步法制備輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐長(zhǎng)時(shí)燒蝕的Al25Si-x Mo/（C/C）耗散防熱復(fù)合材料的方法。利用金相顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、拉曼光譜、X射線衍射、X射線熒光光譜等手段研究了耗散防熱復(fù)合材料的組織與物相;通過(guò)三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)研究了復(fù)合材料的力學(xué)性能;測(cè)試了復(fù)合材料的熱膨脹性能與抗熱震性能。通過(guò)氧乙炔（OA）燒蝕試驗(yàn)對(duì)復(fù)合材料的燒蝕性能與燒蝕行為進(jìn)行了研究,探究了Mo元素對(duì)復(fù)合材料性能的影響。復(fù)合材料基體采用了密度為1.73g/cm3的碳?xì)中虲/C復(fù)合材料,不同區(qū)域的石墨化為度在23.5%⁵6.8%之間�？紫堵蕿�20.26%,超過(guò)90%以上為三維連通孔。采用鉬酸銨作為Mo的先驅(qū)體,發(fā)明了液相浸漬獲得穩(wěn)定的C/C-MoO3預(yù)制體制備方法,并... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型發(fā)汗冷卻噴管結(jié)構(gòu)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文開(kāi)的 X-51A 高超音速無(wú)人技術(shù)驗(yàn)證機(jī)以 5Ma 連續(xù)飛行了 3 分鐘[13]，但在此前經(jīng)歷了數(shù)次失敗。近年來(lái)飛速發(fā)展的固體超燃發(fā)動(dòng)機(jī)噴口處的溫度與工作時(shí)間進(jìn)一步提高，氣流速度超過(guò)數(shù)千米每秒[14]。目前，世界各國(guó)的高速飛行器發(fā)展迅猛，武器與民用科技的發(fā)展對(duì)耐燒蝕材料需求很大，2016 年 3 月，朝鮮進(jìn)行了對(duì)其耐燒蝕材料與部件考核的相關(guān)報(bào)道，可見(jiàn)耐燒蝕復(fù)合材料對(duì)戰(zhàn)略武器的重要程度。圖 12(a)是 THAAD 導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)示意圖，其中，噴管、端部、與燃?xì)舛娌糠志捎媚K化耐燒蝕部件。圖 1-2(b)(c)是朝鮮公開(kāi)的武器某構(gòu)件燒蝕過(guò)程，從圖中看，采用了耐燒蝕樹(shù)脂材料作為導(dǎo)彈端部的材料，但燒蝕后材料外形有一定的變化。

蝕式防熱是利用防熱材料在受熱條件下產(chǎn)生物汽化、蒸發(fā)、升華、流失等），將大部分氣動(dòng)加程彈道導(dǎo)彈、飛船、返回式衛(wèi)星以及低升力再十秒時(shí)間、高氣動(dòng)加熱率都能適用。有關(guān)資料度為每秒 0.5mm 時(shí)，那么，它將有 40%左右 20%左右的熱量是由于氣體產(chǎn)物進(jìn)入邊界層而學(xué)反應(yīng)中被吸收，或從高溫表面輻射出去[19-2到了廣泛的應(yīng)用，美國(guó)率先研發(fā)了升華燒蝕型結(jié)構(gòu)，將大量的熱帶走消耗[21]。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)型材料體系，形成了四低一高特點(diǎn)的材料：低具有較高的比熱容，能夠吸收更多的熱量。但燒損值達(dá)到厘米級(jí)別，圖 1-3 是亞特蘭蒂斯號(hào)個(gè)再入過(guò)程中，一直處于較高的燒蝕率狀態(tài)。上被燒蝕的厚度并不是很大，但對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管用樹(shù)脂基燒蝕防熱材料研究進(jìn)展[J]. 梁瑜,郭亞林,張祎.  宇航材料工藝. 2017(02)
[2]2016年國(guó)外高超聲速打擊武器發(fā)展綜述[J]. 關(guān)成啟,寧國(guó)棟,王軼鵬,胡冬冬,陳敬一.  飛航導(dǎo)彈. 2017(03)
[3]返回艙再入過(guò)程中燒蝕影響研究[J]. 徐國(guó)武,楊云軍,周偉江.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]燃?xì)舛鏌g地面模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與計(jì)算[J]. 鄭興宇.  科技視界. 2016(17)
[5]燒蝕對(duì)返回艙氣動(dòng)特性的影響[J]. 徐國(guó)武,周偉江,陳冰雁,詹慧玲,楊云軍.  宇航學(xué)報(bào). 2014(10)
[6]航天用C/C復(fù)合材料及其應(yīng)用制備工藝[J]. 喬淑欣.  宇航材料工藝. 2013(02)
[7]2012年上半年世界高超聲速動(dòng)態(tài)[J]. 牛文,董婧,李文杰,葉蕾.  飛航導(dǎo)彈. 2012(10)
[8]基于新型防熱機(jī)理的防熱材料的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 武高輝,康鵬超,張強(qiáng).  中國(guó)材料進(jìn)展. 2012(01)
[9]摻雜改性C/C復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 崔紅,閆聯(lián)生,劉勇瓊,張強(qiáng),孟祥利.  中國(guó)材料進(jìn)展. 2011(11)
[10]Al-Mg/C耗散防熱材料靜態(tài)氧化模型[J]. 武高輝,陳蘇,白雪,康鵬超,劉祥,武練梅.  稀有金屬材料與工程. 2010(S1)

博士論文
[1]固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能研究[D]. 李彪.北京理工大學(xué) 2015
[2]熱防護(hù)機(jī)理與燒蝕鈍體繞流的渦方法研究[D]. 徐曉亮.北京交通大學(xué) 2011

碩士論文
[1]高超聲速飛行器熱防護(hù)及紅外輻射特性分析[D]. 魏衍強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]低密度碳/酚醛復(fù)合材料燒蝕條件下的熱—化學(xué)耦合分析[D]. 許陽(yáng)陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]Al20Si/Gr耗散防熱材料氧—乙炔和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燒蝕性能研究[D]. 李冰清.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[4]W-Cu三層梯度熱沉材料的制備和性能研究[D]. 王涂根.合肥工業(yè)大學(xué) 2007



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