隨著航天水平的發(fā)展,各國都提出了深空探測計劃,旨在探索人類未來的宜居星球。深空探測計劃的實施對所使用飛行器的熱防護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)異的熱學屏蔽效果、低的密度以及基本的力學強度等等。針對未來可能的長時間低熱流的服役環(huán)境,進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制體為增強相,γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）為固化劑,采用真空浸漬、減壓抽濾結合減壓干燥固化的工藝制備新型低密度纖維增強硅樹脂燒蝕材料,并對所制備的材料進行熱力學分析,對材料的燒蝕性能進行實驗考核,并初步討論防熱機理。對硅樹脂材料的固化行為進行研究,通過研究純硅樹脂的室溫和高溫兩種固化方式,對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,研究了高溫固化過程中的材料化學鍵和官能團的變化情況,并優(yōu)化了固化工藝和工藝參數(shù)。采用高溫固化方式對硅樹脂進行制備,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,在真空干燥箱中進行干燥。采用連... 

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

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

適用于不同環(huán)境的熱防護材料分類[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。料多采用了計算機模擬方法來進行模擬表征擬蒙特卡羅(DSMC)方法模擬 Avcoat 類材料界層和通過材料的熱解物質(zhì)的交叉流動。為了氣相與固相一起進行建模的連續(xù)體尺度，有限理解微結構的熱響應，描述了包括對流，傳導借助這些工具，在微米尺度形態(tài)學上分析了傳結構模型的孔隙率為 0.71，連續(xù)滲透率為 15通過微觀結構的流動，并計算了詳細的碰撞軌跡進行了一次碰撞預測，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力場(ReaxFF)勢的分子動力學(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開發(fā)的，最初的成功應用是 Miking 的再入飛行(峰值熱通量約為 24W/cm2)[29]。然而，SLA-561V 經(jīng)過發(fā)展繼供出色的質(zhì)量和低成本效益；在 20 世紀 90 年代，該材料被重新認證為火星者登陸器的再入熱防護材料，被用于火星探路者MPF(近似熱通量約為54W/cm火星探測漫游者 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)對材料進行的電弧噴射試驗，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，實明材料表現(xiàn)出比蜂窩壁更高的燒蝕量。最近，作為 MESUR-Pathfinder 計劃的分，SLA-561V 在 100-200W/cm2范圍內(nèi)的熱通量下，在 0.2-0.3atm 的壓力下了地面測試。測試顯示，在 0.26atm 以上的壓力下，有明顯的散裂現(xiàn)象。截至 SLA-561V 是認為是美國最為成熟可靠的背風面防熱材料。此外，將 SLA 蜂填充相單獨噴涂在承力結構表面則構成噴涂型 SLA-S，SLA-561S 在火星探路PF 和火星探測漫游者 MER 及鳳凰號的背板取得應用，SLA 也用于航天飛機外儲箱的隔熱保溫。

【參考文獻】：
期刊論文
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[10]新型輕質(zhì)熱防護復合材料的研究進展[J]. 韓杰才,洪長青,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/酚醛燒蝕復合材料的制備與性能研究[D]. 程海明.哈爾濱工業(yè)大學 2017



本文編號：3420046