隨著航天水平的發(fā)展,各國(guó)都提出了深空探測(cè)計(jì)劃,旨在探索人類未來(lái)的宜居星球。深空探測(cè)計(jì)劃的實(shí)施對(duì)所使用飛行器的熱防護(hù)材料提出了更高的要求,包括防熱材料的外形保持能力、優(yōu)異的熱學(xué)屏蔽效果、低的密度以及基本的力學(xué)強(qiáng)度等等。針對(duì)未來(lái)可能的長(zhǎng)時(shí)間低熱流的服役環(huán)境,進(jìn)一步降低防隔熱材料的密度,提高防熱效率,本論文以甲基苯基硅樹脂為基體材料,以石英纖維酚醛樹脂預(yù)制體為增強(qiáng)相,γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）為固化劑,采用真空浸漬、減壓抽濾結(jié)合減壓干燥固化的工藝制備新型低密度纖維增強(qiáng)硅樹脂燒蝕材料,并對(duì)所制備的材料進(jìn)行熱力學(xué)分析,對(duì)材料的燒蝕性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核,并初步討論防熱機(jī)理。對(duì)硅樹脂材料的固化行為進(jìn)行研究,通過(guò)研究純硅樹脂的室溫和高溫兩種固化方式,對(duì)比兩種固化工藝所制備的硅樹脂塊體的密度等基本物理參數(shù),分析了添加固化劑的樹脂的粘度隨溫度的變化曲線,研究了高溫固化過(guò)程中的材料化學(xué)鍵和官能團(tuán)的變化情況,并優(yōu)化了固化工藝和工藝參數(shù)。采用高溫固化方式對(duì)硅樹脂進(jìn)行制備,高溫固化的工藝為90℃1h-120℃1h-150℃1h-180℃3h,升溫區(qū)間的升溫速率為1℃/min,在真空干燥箱中進(jìn)行干燥。采用連... 

【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)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

適用于不同環(huán)境的熱防護(hù)材料分類[7]

g/cm3)，在基體中添加玻璃空心微珠、酚醛空,24]。AVCOAT 保證了阿波羅飛船的 11 次飛行務(wù)。料多采用了計(jì)算機(jī)模擬方法來(lái)進(jìn)行模擬表征擬蒙特卡羅(DSMC)方法模擬 Avcoat 類材料界層和通過(guò)材料的熱解物質(zhì)的交叉流動(dòng)。為了氣相與固相一起進(jìn)行建模的連續(xù)體尺度，有限理解微結(jié)構(gòu)的熱響應(yīng)，描述了包括對(duì)流，傳導(dǎo)借助這些工具，在微米尺度形態(tài)學(xué)上分析了傳結(jié)構(gòu)模型的孔隙率為 0.71，連續(xù)滲透率為 15通過(guò)微觀結(jié)構(gòu)的流動(dòng)，并計(jì)算了詳細(xì)的碰撞軌跡進(jìn)行了一次碰撞預(yù)測(cè)，以顯示氣體-氣體，還描述了一種將小規(guī)模樣本縮放到較大深基于反應(yīng)力場(chǎng)(ReaxFF)勢(shì)的分子動(dòng)力學(xué)(MD)模樹脂的催化劑。

而二氧化硅微球和短切纖維約占配方的 40％。SLA-561V 最初是由瑪麗埃塔公司于 1976 年為維京著陸器任務(wù)開發(fā)的，最初的成功應(yīng)用是 Miking 的再入飛行(峰值熱通量約為 24W/cm2)[29]。然而，SLA-561V 經(jīng)過(guò)發(fā)展繼供出色的質(zhì)量和低成本效益；在 20 世紀(jì) 90 年代，該材料被重新認(rèn)證為火星者登陸器的再入熱防護(hù)材料，被用于火星探路者M(jìn)PF(近似熱通量約為54W/cm火星探測(cè)漫游者 MER(~115W/cm2)。在這些條件下，SLA-561V 燒蝕后表面產(chǎn)碳化層，經(jīng)歷了一定程度的表面燒蝕。根據(jù)對(duì)材料進(jìn)行的電弧噴射試驗(yàn)，僅在20W/ cm2以上就可以清楚地看到玻璃熔體和表面腐蝕。在較高的熱通量下，實(shí)明材料表現(xiàn)出比蜂窩壁更高的燒蝕量。最近，作為 MESUR-Pathfinder 計(jì)劃的分，SLA-561V 在 100-200W/cm2范圍內(nèi)的熱通量下，在 0.2-0.3atm 的壓力下了地面測(cè)試。測(cè)試顯示，在 0.26atm 以上的壓力下，有明顯的散裂現(xiàn)象。截至 SLA-561V 是認(rèn)為是美國(guó)最為成熟可靠的背風(fēng)面防熱材料。此外，將 SLA 蜂填充相單獨(dú)噴涂在承力結(jié)構(gòu)表面則構(gòu)成噴涂型 SLA-S，SLA-561S 在火星探路PF 和火星探測(cè)漫游者 MER 及鳳凰號(hào)的背板取得應(yīng)用，SLA 也用于航天飛機(jī)外儲(chǔ)箱的隔熱保溫。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]酚醛浸漬碳燒蝕體（PICA）的制備、結(jié)構(gòu)及性能[J]. 賈獻(xiàn)峰,劉旭華,喬文明,凌立成,龍東輝.  宇航材料工藝. 2016(01)
[6]耐高溫甲基苯基硅樹脂的合成[J]. 黎春陽(yáng),李國(guó)軍,樊欣,張炳,任瑞銘.  有機(jī)硅材料. 2016(01)
[7]一種新型低密度低熱導(dǎo)率碳/酚醛復(fù)合材料的制備與隔熱性能研究[J]. 程海明,薛華飛,洪長(zhǎng)青,張幸紅,羅浩,王鵬.  稀有金屬材料與工程. 2015(S1)
[8]熱硫化硅橡膠耐燒蝕性能的研究[J]. 楊磊,劉艷輝,左繼成,李勇.  沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[9]飛行器用熱防護(hù)材料發(fā)展趨勢(shì)[J]. 鄒軍鋒,李文靜,劉斌,詹萬(wàn)初,趙英民.  宇航材料工藝. 2015(04)
[10]新型輕質(zhì)熱防護(hù)復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 韓杰才,洪長(zhǎng)青,張幸紅,程海明,薛華飛.  載人航天. 2015(04)

博士論文
[1]新型超輕質(zhì)碳/酚醛燒蝕復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 程海明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3420046