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。     

新型抗烧蚀酚醛树脂的研究

采用不同的甲醛（F）／苯酚（P）比和复合碱性催化剂合成了邻对位羟甲基比例（o/p)不同的酚醛树脂。利用该酚醛树脂中邻对位交联程度变化，可以优化炭化过程中苯醌式结构中间体稠环化历程，从而通过适当调整酚醛树脂受烧蚀而发生炭化时的交联密度，使炭化过程稳定，高温下易于石墨化，提高了抗烧蚀性能。F／P比在1.6-1.8时，纯酚醛树脂的炭化率与玻璃纤维／酚醛树脂复合材料的质量烧蚀率变化较小，烧蚀形貌显著改善，是比较理想的配料比。     

金属杂质对高硅氧纤维/酚醛复合材料烧蚀性能质量影响

采用氧-乙炔烧蚀试验方法研究了高硅氧/酚醛复合材料搀杂金属杂质的烧蚀性能,并采用扫描电镜对烧蚀后复合材料的表面形貌进行了分析测试.结果表明:复合材料的烧蚀率随着金属杂质尺寸的增大、数目增多而增加,随着夹杂位置H1增大而减小;搀杂大尺寸金属杂质的高硅氧纤维纱/酚醛复合材料烧蚀后表面有一个很深的凹坑,凹坑底部的高硅氧纤维几乎裸露,凹坑的上边缘出现明显的横向裂纹.     

高性能酚醛树脂基烧蚀复合材料的研究

本文采用DSC、TG和GPC等测试方法对硼酚醛树脂和S-15X酚醛树脂的固化工艺、热失重特性、分子量及其分布进行了表征和对比,在此基础上对比研究了连续玄武岩纤维、S-2高强玻璃纤维、高硅氧纤维、碳纤维增强硼酚醛树脂和S-15X酚醛树脂复合材料的烧蚀性能和弯曲性能,最后考察了脱模剂对硼酚醛树脂复合材料压制工艺的影响。研究结果表明：硼酚醛树脂复合材料的烧蚀性能、弯曲性能都要优于S-15X酚醛树脂复合材料,通过使用PMR、MIRROR GLAZE代替硬脂酸作为外脱模剂,19W RELEASE代替油酸作为内脱模剂,能良好的解决硼酚醛树脂复合材料压制工艺问题。