與近地軌道速度再入的航天飛行器相比,深空探測與載人登月返回艙以第二宇宙速度再入大氣層時會經(jīng)受更嚴重的氣動加熱,對熱防護材料的性能提出了更高的要求。輕質炭化材料是未來深空探測及載人航天返回艙熱防護結構的關鍵材料,新型PICA復合材料(Phenolic impregnated carbon ablator)是其中的典型代表。雖然PICA滿足了高超聲速飛行器熱防護輕質與隔熱的需求,但其抗燒蝕性能及熱防護效率亟待提高。利用碳纖維針刺氈和硼改性酚醛樹脂,采用真空浸漬法制備了 PICA,并通過性能表征對其制備工藝進行了優(yōu)化,確定了 PICA制備的技術途徑。通過非等溫DSC法及正交試驗優(yōu)化了 PICA的固化工藝;以層間剪切強度為評估指標確定了碳纖維針刺氈的表面處理工藝;研究了碳纖維針刺氈密度及浸漬劑濃度對材料最終密度、壓縮強度及導熱系數(shù)的影響。結果表明:固化升溫速率對材料壓縮強度影響較大,單純依靠非等溫DSC法和外推法不能得到最優(yōu)的固化溫度,PICA最優(yōu)固化工藝為120℃ 1h+ 170℃ 1h,固化升溫速率為1℃/min,此時PICA的壓縮強度最高;在常溫下,采用濃硝酸對碳纖維針刺氈進行表面處理時...

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－４不同熱壁熱流下燒蝕后的ＳＬＡ－５６１Ｖ［Ｕ］??

第１章緒論??＿，??圖１＿３ＳＬＡ－５６１Ｖ熱防護結構及鋁蜂窩承載結構??Ｆｉｇ．?１－３?ＳＬＡ－５６１Ｖ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??（ａ）?０．３?ＭＷ／ｍ２?（ｂ）?０．９....

圖１－５?“神舟”飛船返回艙外形［１５】??Ｆｉ．?１－５?Ｔｈｅ?ｒｅ－ｅｎｔｒｍｏｄｕｌｅ’ｓ?ｏｕｔｌｉｎｅ?ｏｆ?“ｓｈｅｎｚｈｏｕ”?ｓａｃｅｃｒａｆｔ丨１５１??

度燒蝕材料。這種燒蝕材料是利用預制體成型及真空大面積灌注工藝，在玻璃酚??醛蜂窩中灌注含有增強纖維、空心玻璃微球、空心酚醛微球填料的苯基硅橡膠制??備的低密度燒蝕材料�！吧裰邸憋w船返回艙外形如圖１－５所示。按照各部位再入環(huán)??境的不同，研制了兩種不同密度的燒蝕材料。防熱大底及側壁....

圖１－７不倍下ＦｉｂｅｒＦｏｒｍ觀［２５］??

⑻低倍?（ｂ）高倍??圖１－６不同放大倍數(shù)下Ａｍｅｓ研究中心制備的：ＰＩＣＡ微觀結構［２５］??Ｆｉｇ．１－６?Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ＰＩＣＡ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?Ａｍｅｓ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｃｅｎｔｅｒ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ１２５１....

圖１－６不同放大倍數(shù)下Ａｍｅｓ研究中心制備的：ＰＩＣＡ微觀結構［２５］??

（ａ）低倍?（ｂ）高倍??圖１－７不同放大倍數(shù)下ＦｉｂｅｒＦｏｒｍ微觀結構［２５］??Ｆｉｇ．?１－７?Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ＦｉｂｅｒＦｏｒｍ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ?［２５］??ＰＩＣＡ最早應用于“星辰號”（Ｓｔａｒｄｕｓｔ）返回艙。由....

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