發(fā)布時間：2021-04-04 01:13

　　為研究硅橡膠基防熱涂層高溫下的力學性能,針對兩種硅橡膠基防熱涂層開展高溫壓縮試驗,對其截面的宏觀及微觀形貌進行分析,并結合高溫下的熱失重分析,探討了其高溫壓縮強度變化規(guī)律及機理。研究結果表明:甲基苯基硅橡膠涂層高溫熱解溫度區(qū)間主要為500～650℃,最終質量殘余率為67.61%,其高溫壓縮強度在25～800℃呈增加趨勢,由于玻璃小球的軟化及樹脂基體的熱解,導致在400及700℃兩個溫度點的壓縮強度降低,但在800℃由于玻璃小球與涂層中填料、燒蝕產物等發(fā)生共融,使涂層力學性能顯著增加。甲基乙烯基硅橡膠涂層的高溫熱解溫度區(qū)間主要為450～800℃,最終質量殘余率為89.95%,由于甲基乙烯基硅橡膠涂層在高溫熱解后產生的陶瓷相,彌補了樹脂裂解所帶來的強度下降,因此在25～800℃其高溫壓縮強度較為穩(wěn)定,并未產生明顯衰減。影響硅橡膠基防熱涂層高溫力學性能的因素主要包括樹脂基體的熱解以及填料在高溫下發(fā)生的物理-化學變化。 

【文章來源】：宇航材料工藝. 2020,50(04)北大核心CSCD

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

甲基苯基及甲基乙烯基硅橡膠涂層熱分解行為

圖2為兩種硅橡膠涂層高溫壓縮性能。甲基乙烯基硅橡膠涂層壓縮強度波動較小，在200℃達到最大為3.06 MPa，在300℃達到最低為1.92 MPa，其高溫力學性能較為穩(wěn)定未發(fā)生明顯波動。甲基苯基硅橡膠涂層高溫壓縮強度在室溫至300℃較為穩(wěn)定，在400℃發(fā)生強度突變，降至1.74 MPa，隨后逐漸升高，在700℃降至最低1.01 MPa，在800℃重新升高達到最大值5.09MPa。圖3為兩種硅橡膠涂層在不同溫度下壓縮后的宏觀形貌�？梢钥闯�，在200～600℃隨溫度升高試樣表面顏色逐漸變暗。在600～800℃隨著溫度升高，硅橡膠發(fā)生完全熱解，產物主要為Si O2，因此在高溫下隨著熱解反應的進行，試樣顏色轉變?yōu)榘咨�，且表面有少量的短切纖維裸露。從圖3(e）、（l）可以看出兩種涂層壓縮失效模式相似，雖然其樹脂基體的熱解程度不同，但其損傷模式均呈45°破壞。圖4為甲基苯基及甲基乙烯基硅橡膠涂層高溫壓縮后的截面形貌。圖3 甲基苯基及甲基乙烯基硅橡膠涂層在25～800℃壓縮后的宏觀形貌

甲基苯基及甲基乙烯基硅橡膠涂層在25～800℃壓縮后的宏觀形貌

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高超聲速飛行器防熱瓦結構的變厚度輕量化設計方法[J]. 魏東,石友安,楊肖峰,肖光明,杜雁霞,桂業(yè)偉.  宇航學報. 2018(03)
[2]低密度燒蝕材料在中高熱流環(huán)境應用的試驗研究和理論預測[J]. 高家一,杜濤,沈穎哲,吳義田,梁馨,沈丹.  實驗流體力學. 2016(06)
[3]航天特種高分子材料研究與應用進展[J]. 趙云峰.  中國材料進展. 2013(04)
[4]臨近空間高超聲速飛行器防熱材料的發(fā)展[J]. 張友華,陳連忠,張敏莉.  宇航材料工藝. 2012(06)
[5]高超聲速飛行器隔熱材料技術研究進展[J]. 李俊寧,胡子君,孫陳誠,吳文軍,張宏波.  宇航材料工藝. 2011(06)
[6]環(huán)氧類韌性耐燒蝕防熱涂層的研制與表征[J]. 左瑞霖,李晨光,王慧,孫偉華,任英.  宇航材料工藝. 2011(02)
[7]硅橡膠熱防護材料的研究進展[J]. 胡小武,干效東,楊時敏,張長福,賀建森.  有機硅材料. 2009(02)
[8]樹脂基材料的高溫燒蝕變形[J]. 梁軍,周振功,杜善義.  復合材料學報. 2002(03)
[9]防熱材料高溫燒蝕-相變特性的細觀研究[J]. 梁軍,易法軍.  復合材料學報. 2002(02)



本文編號：3117450