新型无机烧蚀材料的性能及潜在用途

新型无机烧蚀村抖的性能及潜在用途　新型无机烧蚀材料的性能及潜在用途　肖永栋刘红影方晓敏　１０２１０１）　＜ＩＬ京玻璃铜研究设计院摘要：　奉文对一新型石莫纤维布增强无机型复台材料的制备及性能进行了一些探讨，指出其良好的高温热稳定特性及　在烧蚀材　领域具有的潜在用建　关键词：　无机复台材料　烧蚀材料　１前　苦　作为一种功能复合材料，弹头烧蚀材料是复合　材料存高技ｌ求领域的重要用途之一。在弹头再人大　气层时，外层烧蚀材料保护弹头内有效载荷免受高　温高速气流的冲蚀，同时在一定时间内阻止热量向　弹内传递　烧蚀材料按其烧蚀机理的不同，一般可　分为碳化　、熔化型和升华型烧蚀材料三大类。玻　璃／酚醛、离硅氧／酚醛等属于碳化型烧蚀材料，聚四　氟乙烯、石墨和碳／碳材料是升华型烧蚀材料的典型　代表；石英玻璃、石英陶瓷等则属于熔化型无机烧蚀　材料ｌ】。随着导弹武器制导技术、突防技术的发展，　要求烧蚀材料向防热、透波等多功能方向发展　＿３Ｊ。　在较低再人热环境条件下，传统上广泛使用的玻璃／　酚醛等碳化型材料已不能满足某些型号部件的防热　透波特性，　石英增强石英等无机烧蚀材料又存在　制备成本高、难以成型大型部件等缺点。因此，探讨　一种相对成　工艺简单，能在ＩＯ００￣Ｃ左右环境温度条　件下使用的非碳化型或低碳化型烧蚀材料就显得尤　为重要。据资料介绍，前苏联开展了无机型烧蚀材料　的大量应用研究工作¨ｊ　本文采用石英玻璃布增强　新型无机基体材料，并对制备的无机烧蚀材料进行性　能测试与评价，探讨其在烧蚀材料领域的用途　２实验　２　１试剂及原材料　０．１Ⅲｎｌ石英玻璃布：（ＳｉＯ２含量９９　９５％），磷　酸铝、硅酸铝、填料Ａ、填料Ｂ均为工业级，Ｃ酸、分　散剂Ｄ为化学纯，蒸馏水。　２．２制备工艺　（１）磷酸铝、硅酸铝粉体的制备。磷酸铝、硅酸铝　粉体以一定比例混合，置人马福炉内，升温至１１００～　１１５０℃烧１　５ｈ，随炉冷却、过３２０目筛后备用。　（２　Ｊ填料Ａ的前处理　填料Ａ置人马福炉，升温至　１２Ｃ０—１３００％烧１ｈ，随炉冷却、过３２０目筛后备用。　（３）馄合浆料的配制。按下述配比配制混合浆　毋　膨　岛‘２　料。磷酸铝及硅酸铅粉体：填料Ａ：填料Ｂ：分散剂　Ｃ：蒸馏水＝５Ｏ：３５：ｌ５：３０：１．５，配好的浆料充分搅　拌均匀。　（４）预浸料的制备。石英玻璃布裁成３５０×　３５０ｍｍ的方块，用刮板将浆料均匀涂覆到石英布　上，叠至规定厚度。　（５）固化工艺制度。叠好的预浸料放人模具　中，按图１所示固化工艺制度进行加热固化　２５　ｐ　２００　【Ｂ０　‘Ｏ０　室基　０　２　４　６　Ｂ　５　８．５　ｌ０　１２　ｌ　３　Ｂ１５．５　时间，ｈ　圉Ｉ固化制度示意圉　ＩＯ０￣Ｃ保温结束时加接触压０．５ＭＰａ，１５０　加　全压３　ＭＰａ至压制结束。　２．３试样制作及性能测试　将压制的试体板进行后处理，按ＧＢ１４４．６—８３　制备试样。按表１的测试方法分别测定室温、５０　、　１００　、２００　、４００　、６００　导热系数、比热容、弯曲　强度、压缩强度及拉伸强度，室温时的断裂应变和泊　桑比及６００　时的介电常数￡、介质损耗因数　测试　结果见表２—５。　表１性能测试标准　性能　测试标准　拉伸强度　ＣＢｌ４４７—８３　弯曲强度　ＣＢ１４４９—８３　断裂应变　ＧＢｌ４４７—８３　泊橙比　ＧＢＩ４４７—８３　导热系数　ＧＢ３ｌ３９—８２　比热窖　ＣＢ／Ｔ３Ｉ４０一ｌ９９５　舟电常数　ＧＢ１４０８—８８　舟质损耗　ＧＢ１４０８—８８　线烧蚀速率　ＧＪＢＩ５９４—９４　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００２年３月　玻璃钢／复合材料　４７　表２试样在不同温度下的导热性能髓比热性能　３结果与讨论　（１）从上述测试结果可以看出，该新型无机烧蚀　材料常温下的物理机械性能和小发动机线烧蚀速率　均能满足烧蚀材料的技术要求，特别是其６００ｏＣ高　温强度保留率远高于玻璃／酚醛等常用碳化型材料，　可以用于烧蚀防热制品。限于试验条件，本文未进　袁３试样在不同温度下的强度　行材料在１２ＯＯ℃时的性能测试　据资料介绍，前苏　联的同类材料机械强度保留率能达到３０％以上。　（２）从实测的材料电性能参数看．室温时介电常　数￡为０　０２７４，６００℃时的介电常数￡为０．０２５９，基　本无变化，可见该材料特别适用于有电磁透波性能　袁４试样在２０℃时的断裂应变髓泊桑比　的部件　其潜在用途为环境温度在１２００℃以下的　天线窗口材料和小型透波防热部件等　参考文献　１王希季主编航天器进＾与逗　技术（下　Ｊ七京：宇航出版杜，　Ｉ９９３　２　Ｐｉｔｔｓ．Ｗ　Ｃ．Ｃｅｒａｎｔｔｃ　Ｉｎｓｕｌａｒｉｏｎ／Ｍ　ｕｌｔｉｌｏｉｌ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｆｏｒ　Ｔｈ　ｍａｔ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｒ￣ｔｔｔｒｑ　Ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ　ＡＩＡＡ一８９—１７７２　３胡连成．前苏联航天技术研究与应用功能复合材料现状和发展　采用Ｙ６８—４实验发动机按ＧＪＢ１５９４规定测试　航天技术报告．Ｉ９９３　４　Ｌｅｏｎ　Ｈ．ｓｃｈｉｎｄｅｒ．　Ｋｂ［ｎｔｉ￣ｅ　Ｃ　Ｒａｄ㈣ＡＤ—ＤＯ１４４２６．１９８９　”　ｏｆ　Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｅａｔｌｙ　Ｈｅ吐ｅｄ　试体板的线烧蚀速率，烧蚀试验结果略　ＰＲ‘）ＰＥＲ　ｒ皿Ｓ　Ａ　Ｄ　Ｐ　ｒＩＩＮＴＩＡＬ　ＡＰＰＬｌＣ　ｎＩ＇Ｎ　ＯＦ　ＮｏⅧ．　豫Ｇ＾Ｎ　Ｃ　ＡＢＬＡＴＩＶＥ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　Ｘｉａｏ　Ｙｏｎｇｄｏｎｇ　Ｌｉｕ　Ｈｏｎｇｙｉｎｇ　Ｆａｎｇ　Ｘｉａｏｍｉｎ　（Ｓｅｉｊｉｎｇ　ＦＲＰ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｔｈｅ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｏｏｖｅｌ　ｑｕａｒｔｚ　ｆｉｂｅｒ　ｆｂｒａｉｃ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ａｎｄ　ｐｒＯｐｏｓｅｄ　ｔｈｅ　ｇｏｏｄ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｔ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｎｔｉａｌ　ａｐｐｈｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａｂｌａｔｉｖｅ　ｉｉ＇ｌａ—　ｔｅｒｉａｌｓ．　Ｉ￣ｏｒｄｓ：ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ａｂｌａｔｉｖｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　收稿日期：２００１—９—１　（上接第２９页）　ＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＣＯＮＤｒＩ１０ＮＳＯＦ　ＦＷＰＲＯＰＯＲＴＩＯＮＡＬＡＮＤＦＵＬＬＬＩＮＥＴＹＰＥ　Ｚｈａｎｇ　Ｊｉｆａ　Ｗｕ　Ｙａｏｃｈｕ　（Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ａｌｌｕｓｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅｙｃｌｏｉｄａｌ　ｖｅｓｓｅｌ　ＦＷ　ｈｎｅｔｙｐｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｓｔ　ａｎｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ａｄｊｕｓｔｉｎｇ　ＦＷ　ｌｉｎｅｔｙｐｅ　ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＦＷ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　ｆｕｌｌ　ｌｉｎｅｔｙｐｅ　ａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｅｃｕｍｅｎｉｃ　ｅｑｕａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｉｎｙ呐ｕｓｔｉｎｇ　ｃｅｎｔｒａｌ　ａｎｇｌｅ（Ａ０１、ｗｉｄｔｈｓ　ｏｆ　ｇａｌｌｏｎ（ｂ　）、　ｔｉｍｅｓ　ｏｆｔｏ—ａｎｄ—ｆｒｏ　ｏｆｄｏｌｌｖ（Ｗ）．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｌａｍｅｎｔ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ｈｎｅｔｙｐｅ　收稿日期：２００２—１—８　摩　＿　誊翻ｌ嚏ｊ蠹每季