為提高石墨的耐燒蝕性能,利用壓力浸滲方法將AlSi合金滲入石墨孔隙中獲得石墨/AlSi耗散防熱復合材料。利用小型燒蝕實驗發(fā)動機開展了不同推進劑和壓強工況下石墨/AlSi耗散防熱復合材料喉襯和C/C喉襯的對比燒蝕試驗研究,總結(jié)了推進劑鋁含量、燃燒室壓強對相對燒蝕性能影響,并分析石墨/AlSi耗散防熱復合材料的抗燒蝕機理。結(jié)果表明,石墨/AlSi耗散防熱復合材料喉襯線燒蝕率低于相同狀態(tài)下C/C材料喉襯的線燒蝕率,其中在鋁質(zhì)量含量5%、壓強12.5 MPa工況中石墨/AlSi喉襯線燒蝕率降低92%。分析認為石墨/AlSi耗散防熱復合材料的抗燒蝕機理主要為:石墨孔隙內(nèi)的AlSi合金通過熔化和氣化相變吸收熱量,降低了石墨基體的熱負載;AlSi合金的熔化后在表面形成的液態(tài)膜阻礙了燃氣中氧化性成分向石墨基體中的擴散;合金氣化產(chǎn)生的Al、Si蒸氣在引射作用下注入邊界層,與邊界層中氧化組分發(fā)生反應,降低其中的氧化組分濃度;AlSi合金氧化后形成的Al₂O₃-SiO₂玻璃態(tài)熔融層減弱燃氣對喉襯機械剝蝕作用。最終石墨/AlSi耗散防熱復合材料... 

【文章來源】：固體火箭技術(shù). 2020,43(01)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

噴管尺寸

C/C組合噴管與ASG噴管的宏觀照片

圖2 C/C組合噴管與ASG噴管的宏觀照片采用?112 mm標準發(fā)動機進行試驗，其中燃料為鋁含量分別18%和5%的含鋁復合推進劑，絕熱燃燒溫度3100～3400 K。噴管喉襯材料線燒蝕率計算方法為:根據(jù)實驗測量的內(nèi)彈道曲線來確定工作時間，然后利用μ-CT三維掃描對試驗前后噴管形貌進行重構(gòu)，測量C/C和ASG喉徑，從而計算出單邊線燒蝕率�？紤]到燒蝕的非均勻性，沿徑向垂直兩個方向測量燒蝕后喉徑，進行平均后得到燒蝕后平均喉徑。單邊線燒蝕率計算公式如下:

【參考文獻】：
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本文編號：3589294