纤维增强高温树脂基隔东纶科技热复合材料研究
纤维增强高温树脂基隔热复合材料研究 纤维增强高温树脂基隔热复合材料研究 王晓洁 张炜 谢群炜 惠雪梅 (西安航天复合材料研究所，陕西西安，710025) 摘要：本文探索了以纤维增强耐高温树脂基体作为发动机壳体用隔热一结构一体化复合材料的方法． 在热传导机理分析的基础上，优化了HT-1、HT一2耐高温基体，并考核了HT一1／高强玻纤、盯一2／高强玻 纤复合材料的隔热性能．结果表明，纤维增强树脂基复合材料作为隔热一结构层的方法是可行的，能满 足室温至500℃温度范围的隔热性能，并与碳纤维g,-4耘材料具有良好的粘接性． 关键词；纤维 隔热...
纤维增强高温树脂基隔热复合材料研究 王晓洁 张炜 谢群炜 惠雪梅 (西安航天复合材料研究所，陕西西安，710025) 摘要：本文探索了以纤维增强耐高温树脂基体作为发动机壳体用隔热一结构一体化复合材料的方法． 在热传导机理分析的基础上，优化了HT-1、HT一2耐高温基体，并考核了HT一1／高强玻纤、盯一2／高强玻 纤复合材料的隔热性能．结果表明，纤维增强树脂基复合材料作为隔热一结构层的方法是可行的，能满 足室温至500℃温度范围的隔热性能，并与碳纤维g,-4耘材料具有良好的粘接性． 关键词；纤维 隔热 复合材料 发动机壳体 1前言 导弹及航天器在发射、高速飞行或再入大气层过程中，必须克服气动加热、粒子于侵蚀和气动冲刷 对飞行器的影响“‘“，导弹发动机特别是复合材料发动机壳体在飞行过程中，由于受到气动加热的影响， 壳体表面温度升高，引起强度、刚度等力学性能下降，进而影响复合材料壳体使用的可靠性。因而外层 热防护材料对于飞行器质量的可靠性起着极为重要的作用，既能保护发动机壳体材料免受高温高速气流 冲蚀，同时在一定时间内阻止热量向内部传递。热防护材料兼具耐高温、隔热综合作用，是伴随航空航 天和箭弹技术的发展而发展起来的一类重要热保护材料。 复合材料发动机壳体外表面涂层隔热方式是目前国内外导弹普遍使用，工艺实施方便的一种保护措 施”’‘5．61它具有密度低、隔热性能好的特点，多采用喷涂工艺实施，同时存在诸多缺点，如喷涂厚度 很难控制，隔热效果难以保证，喷涂实施中多使用甲苯或二甲苯等有毒溶剂，对操作者身体危害较大， 另外，喷涂一殷在壳体缠绕同化后进行，工序增多，劳动强度加大。美国“阿波罗”飞船外隔热材料采 用石英纤维(加酚醛小球)浸渍酚醛环氧树脂构成(Avc05026—39)，美国雷锡恩导弹系统公司(RMSC) 提出导弹壳体一散热一体化技术(IntegralMissileFuselage．HeatsinkAssembly-．IMFHA)，内层为壳体承 力材料，外层为耐高温、高效隔热纤维缠绕成型。外层材料在防热、隔热的同时具有一定的承力作用⋯。 本文初步探索了采用纤维增强耐高温树脂基体缠绕成型发动机壳体外隔热技术的可行性，并考核了环境 温度为500℃时该材料的隔热性能、粘接性能。 2材料优化 有机与无机物质组合的复合材料，低温阶段(～200C)的耐、隔热功能由有机结构承担。而高温 阶段(
400C)有机物质随温度升高而逐步分解，残留物有一定的粘接力，将纤维粘接为一个整体。使 结构仍具有物理机械性能和防护性能”1。本文基于此原理，采用具有高耐热性的树脂基体与增强纤维复 合，组成具有耐热一隔热一承力等功能的复合材料。表1是几种纤维性能比较。 一420— 表1纤维耐热性能比较 ＼＼? 碳纤维 玻璃纤维 芳纶纤维 超高分子量聚 性能 ＼ 乙烯纤维 最高使用温度(℃)
1500 250 180 130 由表可见，芳纶纤维耐热性明显不够，碳纤维具有很好的耐热性，高温导热性能比一般材料低很多， 但在常温或低温下导热系数较高。玻璃纤维具有较好的耐高温性能“1，其软化温度一般为550—85012， 在200—250C范围内强度没有明显的变化，且在高温不燃烧。高硅氧玻璃纤维、石英纤维中Si02含量高 达96％以上．其使用温度可达100022，短时(30秒)可达2000℃甚至更高的温度，但价格昂贵，工艺 性差且强度低。因此本文采用高强玻璃纤维进行了此项探索性研究。 3实验部分 3．1原材料 ItT—l基体：环氧改性乙烯基树脂，固化剂。促进剂，兰州瑞玛化机有限公司； HT一2基体：改性双马来酰砸胺一环氧树脂，西北工业大学； 高强玻璃纤维：拉伸强度≥4900MPa，拉伸模量≥87GPa，密度为2．489／cm3，南京玻纤院。 3．2设备 马福炉，TC一3000H型日产三常数测定仪，红外测温仪，国产CMT7104型微机电子万能拉伸试验机， TGA一7型美国Perking—Elmer热分析仪。 3．3性能测试 按GJBl201．卜9l《固体材料高温热扩散率试验方法一激光脉冲法》测试复合材料导热系数：按 GBl461—81测试NOL环剪切强度；隔热性能测试方法，将复合材料板紧贴在厚约8mm中间打有lOmm孔 洞的石棉板上，复合材料板另一面正对在马福炉13，采用红外测温仪通过孔洞直接测试复合材料板背面 温度。 4结果与讨论 4．1热稳定性能 复合材料的热稳定性一般是通过热重法考核““，测试材料的质量随温度的变化。复合材料随温度的 升高，会产生相应的变化，如水分蒸发，低分子物逸出，材料的分解和氧化等。表2是两体系在室温至 1000．c2下的质量随温度的损失率。 表2隔热复合材料热失重数据 一421— 由表l可见，HT-1体系在350—450(2间质量有较大程度减少。500—700℃另有一突变，700—900C间 质量变化平缓，最终质量保留率为48．5％：HT一2体系在350—450(2间有较大的质量变化，450—900。C间 曲线比较平直，质量保留率为61％。复合材料在较低温度时，质鼍变化较大，正是由于有机物质的分 解，挥发散热，使材料具有良好的隔热性能，同时在较高温度时，有一定的质量保存率，保证结构的完 整性，使其较好地发挥隔热作J目。 4．2热性能 对于绝大多数同体材料有： Ks=Ks,o【1+a·fJ 其中，Ks一固体材料在t℃下的导热系数(W／m·K)，Ks．。一固体在O℃下的导热系数(W／m·K)， a一温度系数(1／C)，对于非金属材料a
来凌红.袁志业 基于彩色图像处理的产品质量检测研究 -安徽农业科学2008,36(1) 针对彩色图像亚像素检测存在的问题,在HVS彩色模型的基础上,研究一种适用于彩色显微图像的小波亚像素的边缘检测方法.将该方法应用于航天发 动机壳体尺寸测量和缺陷检测,通过几种彩色图像处理方法结果的对比,证明该方法正确、可行. 2.学位论文 王华东 大直径T250钢圆筒旋压工艺参数优化试验研究 2009 T250马氏体时效钢具有良好的韧性和高的屈强比以及良好的加工工艺性，是航天发动机壳体制造不可多得的材料。因此，研究大直径薄壁T250马氏 体时效钢筒形件旋压工艺就显得非常重要。 本文对T250马氏体时效钢环轧制坯和旋压变形规律进行了分析，利用工艺试验方法得出了较为优化的 旋压工艺参数，最终旋压出了符合要求的高精度圆筒。理论分析及试验表明，在影响旋压件质量的诸因素中，旋轮道次压下量，轴向进给比对旋压件尺 寸精度和表面质量影响较为明显。本文分析了旋压件的各种质量缺陷，指出了产生缺陷的原因。 本文链接：下载时间：2010年1月18日
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