聚硅倍半氧烷改性光固化硅橡胶绝热耐烧蚀材料

以"巯基-双键"交联体系为基础,室温光固化制备了硅橡胶绝热材料,并研究了新型耐烧蚀填料八苯基硅倍半氧烷(OPS)和八乙烯基硅倍半氧烷(OVP)对硅橡胶性能的影响。采用热重分析、力学测试、氧乙炔烧蚀、极限氧指数、锥形量热和扫描电镜对制备的硅橡胶进行了分析。结果表明,OPS和OVP都可以提高硅橡胶的热稳定性和耐烧蚀性,但对力学性能有一定影响。其中,OVP改性的硅橡胶表现出更佳的耐烧蚀性能,含有15 phr OVP的硅橡胶线烧蚀率为0.121 mm/s,相比纯硅橡胶降低了84.8%。添加OPS和OVP都能够显著延长硅橡胶的点燃时间(TTI),降低热释放速率峰值(P-HRR),改性硅橡胶燃烧后的炭层更加致密,且OVP的效果更佳。因此,聚硅倍半氧烷在硅橡胶绝热耐烧蚀材料领域中有很大的应用价值。     

芳纶短纤维增强EPDM弹性体及其烧蚀性能的研究

一、前言 目前常用的烧蚀材料是树脂基复合材料及无机纤维增强的弹性体材料。用新型的、具有优异性能的合成纤维增强弹性体可制成具有特殊功能的复合材料,国外在80年代中期已开始研究。用芳纶增强弹性体作为烧蚀材料,可充分发挥芳纶纤维的高强度、耐高温及其它性能,有很好的前景。如杜邦公司的一项专利,其采用Kevlar浆粕增强EPDM弹性体,主要技术路线是用CR的甲苯溶液对芳纶浆粕进行预处理(称为溶剂型体系),再与EPDM混炼。对比实验表明,Kevlar浆粕对复合材料的力学性能有很大提高,文献中提及该产品有很好的烧蚀速率,但未给出具体指标。 本研究采用芳纶短切纤维和与溶剂体系不同的树脂体系,进行芳纶-树脂-弹性体复合材料的工艺、性能和结构的研究。其中树脂选用利于粘合并能形成良好碳层的复合树脂。 二、实验过程     

碳纤维丝束结构对碳纤维/酚醛复合材料烧蚀性能的影响EI北大核心CSCD

以酚醛树脂为基体,以平纹碳布和短切碳纤维两种结构形式的碳纤维为增强剂,制备碳纤维增强的碳/酚醛复合材料。采用氧/乙炔烧蚀实验对复合材料的耐烧蚀性能进行了对比性研究,采用电子拉力试验机对复合材料的弯曲性能进行表征,采用扫描电镜对复合材料烧蚀形面进行观察,并通过固体火箭发动机对复合材料的烧蚀性能进行考核验证。研究结果表明:以这两种结构形式的碳纤维为增强剂制备的碳/酚醛复合材料,其氧乙炔质量烧蚀率的大小与碳纤维丝束的大小具有正相关的特性,碳纤维丝束越小碳纤维质量烧蚀率越低,当碳纤维增强剂处于单丝状态时,复合材料的氧乙炔质量烧蚀率达到最低为0.046 g/s,并且碳纤维的型号规格对复合材料氧乙炔质量烧蚀率的影响变小。固体火箭发动机实验表明,单丝状态下的碳纤维/酚醛复合材料的抗烧蚀冲刷性能明显优于束状碳纤维/酚醛复合材料。     

玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料烧蚀性能研究

本文选择了氨酚醛树脂以及硼酚醛树脂为基体材料,玄武岩纤维为增强材料,制备了三种耐烧蚀复合材料。对材料进行了力学性能以及耐烧蚀性能试验,发现玄武岩纤维增强高分子量硼酚醛树脂复合材料力学性能以及耐烧蚀性能最优。通过对烧蚀后材料的表面形貌SEM分析以及表面粘附物能谱分析,简要阐述了酚醛树脂树脂基烧蚀复合材料的烧蚀机理。     

四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶的合成及性能研究

以羟基封端多乙烯基硅油,四苯基环戊二烯酮,α-氯萘为原料,通过Diels-Alder反应制得了一种具有稠环结构的四苯基苯基多乙烯基硅油。并对四苯基苯基多乙烯基硅油进行了表征;并分别以四苯基苯基多乙烯基硅油、含氢硅油,乙烯基硅油为原料,通过硅氢加成反应室温硫化制备了四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶,并对四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶的热性能、拉伸强度、剪切强度的性能进行了测试。结果表明:在四苯基苯基多乙烯基硅油添加量为4%(wt,质量分数)条件下,四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶初始分解温度为449.06℃,拉伸强度为1.42MPa,剪切强度为0.84MPa,热稳定性能和力学性能得到提高。     

细编穿刺碳/碳复合材料等离子火炬高温烧蚀性能研究

采用等离子火炬作为高温热源，研究了细编穿刺碳／碳复合材料高温烧蚀性能。研究结果表明：随着烧蚀区域从火焰中心到边缘的变化，材料的烧蚀特性从中心区域的以热力学烧蚀为主向靠近边缘区域的以热化学烧蚀为主过渡；碳基体和碳纤维的抗热力学烧蚀性能相当，而抗热化学烧蚀和抗氧化性，碳纤维则明显优于碳基体。     

碳/酚醛防热复合材料烧蚀行为的数值模拟

碳/酚醛复合材料被广泛地应用于钝头体表面,是飞行器优秀的热防护材料。为了准确地预测其烧蚀性能,本文从复合材料的组成物纤维和基体的角度出发,基于能量、质量守恒和热分解方程,考虑了烧蚀过程中材料热属性的非线性变化和烧蚀面的退缩,分别计算了纤维和基体的烧蚀性能,预测了烧蚀过程中防热复合材料的温度分布、密度变化、质量损失规律及热属性和线烧蚀率等。结果表明：碳/酚醛复合材料的烧蚀是各种因素相互作用、相互影响的高度非线性过程;烧蚀过程中材料结构具有不均匀的温度分布,烧蚀面区域材料密度衰减最大并且材料的质量损失和损失率几乎呈线性增加;纤维和基体的烧蚀行为存在明显差异,分别预测两者的烧蚀性能,可以为热防护材料的设计提供更加准确的参考和依据。     

超高温陶瓷改性碳/碳复合材料

碳/碳(C/C)复合材料因密度低、抗热震性能好以及高温力学性能优异等众多优点被广泛应用于航空航天领域,但抗氧化性较差使其应用受到很大限制.将超高温陶瓷(UHTCs)引入C/C复合材料基体制备超高温陶瓷基体改性碳/碳复合材料(C/C-UHTCs)是目前提高C/C复合材料抗氧化性的主要途径.当前C/C-UHTCs的多种制备工艺都无法兼具低成本、高效率、均匀致密的效果;相比于C/C复合材料,C/C-UHTCs的抗氧化耐烧蚀性能和力学性能都得到了提升.为了满足现代尖锐前缘飞行器的发展需求,C/C-UHTCs的抗氧化耐烧蚀性能还需要进一步提高;同时,还需要降低C/C-UHTCs的脆性,提高材料的可靠性,避免发生脆性断裂.为了给后续研究提供参考,从制备工艺、结构特征、抗氧化耐烧蚀性能以及力学性能四个方面综述了C/C-UHTCs当前的研究进展,并预测C/C-UHTCs的制备工艺将从降低成本、减小对纤维增强体的损伤等角度进一步优化,以赋予制备材料更为均匀致密的结构以及更优的性能.     

纳米金属氧化物对苯基硅橡胶耐热性能的影响

以甲基苯基乙烯基硅油为基体、甲基苯基含氢硅油为交联剂、经硅烷偶联剂处理的Al2O3、纳米CeO2和纳米Fe2O3为填料制备耐高温硅橡胶,研究纳米CeO2、纳米Fe2O3对苯基硅橡胶耐热性能的影响。结果表明:纳米CeO2或纳米Fe2O3均可提高苯基硅橡胶的耐热空气老化性能和热稳定性能,加入8份纳米CeO2或6份纳米Fe2O3的苯基硅橡胶的耐热老化性能显著提高;添加了8份纳米CeO2或8份纳米Fe2O3的苯基硅橡胶起始分解温度较氧化铝填充样分别提高了103℃和80℃。     

浆料浸渍法制备C/C-SiC-ZrB2超高温复合材料及其烧蚀性能研究

采用浆料浸渍法引入ZrB₂微粉作为耐超高温相, 以炭纤维为增强体, 以热解炭和SiC为基体, 制备了ZrB₂含量不同的耐超高温C/C-SiC-ZrB₂复合材料; 通过电弧风洞考核材料的抗烧蚀性能, 通过XRD、SEM和EDS分析材料的烧蚀机理。结果表明: 在Ma 6电弧风洞条件下, C/C-SiC-ZrB₂复合材料的抗烧蚀性能优于C/C-SiC, 且随着ZrB₂含量的增加, 抗烧蚀性能随之提高; 在高温阶段形成的ZrO₂-SiO₂玻璃态熔融层起到了抗氧化烧蚀的作用。