刚性纳米孔酚醛树脂基复合材料的制备与性能

摘要：

随着我国航天工程快速发展,对热防护系统的轻量化、维形性、防热效率及长时间服役能力等提出了更加苛刻的要求.本文以刚性莫来石陶瓷瓦(RMI)为增强体、杂化酚醛树脂(PR)为基体,通过溶胶-凝胶-常压梯度干燥工艺制备出一种刚性纳米孔酚醛树脂基RMI/PR复合材料,系统研究了树脂浓度对复合材料的微观结构、力学性能、隔热性能及烧蚀性能的影响.结果表明:RMI具有明显的横观各向同性,其Z向室温热导率为 0.036 W/(m∙K).随着树脂浓度从 15wt%增加到 45wt%,RMI/PR的密度由 0.52 g/cm3 逐渐增加至0.85 g/cm3,其树脂的纳米孔径从 2 081 nm急剧减小至 32 nm.随着树脂浓度的增加,RMI/PR室温热导率缓慢增加且均小于0.07 W/(m∙K),但其力学性能显著得到增强且Z向压缩强度最高达20.8 MPa.当RMI/PR经过1 000℃、300 s的静态加热后,其背温从 277℃降低至 244℃;当RMI/PR经过 2 000℃、30 s的氧-乙炔烧蚀后,其线烧蚀率从 0.200 mm/s降低至 0.081 mm/s,表明树脂浓度的增加能够显著提升复合材料的高温隔热和抗烧蚀性能.

关键词：热防护材料、莫来石陶瓷瓦、纳米孔酚醛树脂、力学性能、隔热性能、烧蚀性能

所属期刊栏目：40

分类号：TB332(工程材料学)

在线出版日期：2023-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：5601-5610