通過對B7/S157玄武巖纖維增強酚醛樹脂復合材料和G/S157玻璃纖維增強酚醛樹脂復合材料體系進行高溫熱分析研究、熱力學計算及高溫反應產物成分分析,結果表明:玄武巖纖維中的氧化鐵及氧化亞鐵成分可在化學反應中充當催化劑,改變材料體系中碳硅反應歷程,使得碳硅反應可在相對較低溫度下進行,促進材料的吸熱效應,有別于玻璃纖維增強防熱復合材料。
硅質纖維增強酚醛樹脂基復合材料燒蝕防熱作用機制為熔化一炭化型,其燒蝕過程如下:材料在外部熱源(如氣動熱、火箭發動燃氣熱流)作用下開始升溫,當溫度達到酚醛樹脂基體熱分解溫度時,樹脂基體將逐漸炭化,釋放氣體而留下固體碳結構,隨著溫度的進一步升高,硅質類纖維(如玻璃纖維、高硅氧纖維等)開始熔融并吸熱,以玻璃“珠”或“液膜”的形式順氣流方法沿表面流動,同時表面發生汽化和化學反應,在消耗表面物質(燒蝕)的同時,吸收熱量。報道C-Si02類型的復合材料在高溫條件下,如前所述會發生熔融、汽化、分解和化學反應等過程而吸收能量,其中Si02的汽化與分解,C與Sio02的化學反應具有較大的吸熱效應,從熱防護觀點來看這是很重要的。因此這些物理、化學過程之間的關系和應當考慮哪些主要化學反應是重點關注的。材料在實際燒蝕過程中通常變化非常激烈,材料表面溫度在幾秒內急升至2000K以上,因此在如此短的時間內很難研究材料的具體變化歷程,而熱分析技術能方便地連續跟蹤材料在程序控制溫度下熱量、質量等參數隨溫度或時間的變化情況,是揭示材料在高溫下變化規律的有力工具。熱分析過程中升溫速率通常在1~30K.min-l之間,相當于燒蝕過程的“慢鏡頭”,因此采用熱分析技術研究材料的燒蝕機理具有很好的參考價值。
本工作對玄武巖纖維增強酚醛樹脂復合材料開展高溫熱分析研究,試圖通過熱力學計算和反應產物成分分析推斷出該類材料在高溫下可能發生的吸熱反應,同時考察了玻璃纖維增強酚醛樹脂復合材料,并進行了比較分析。
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玄武巖纖維增強酚醛樹脂復合材料高溫熱分析研究.pdf
硅質纖維增強酚醛樹脂基復合材料燒蝕防熱作用機制為熔化一炭化型,其燒蝕過程如下:材料在外部熱源(如氣動熱、火箭發動燃氣熱流)作用下開始升溫,當溫度達到酚醛樹脂基體熱分解溫度時,樹脂基體將逐漸炭化,釋放氣體而留下固體碳結構,隨著溫度的進一步升高,硅質類纖維(如玻璃纖維、高硅氧纖維等)開始熔融并吸熱,以玻璃“珠”或“液膜”的形式順氣流方法沿表面流動,同時表面發生汽化和化學反應,在消耗表面物質(燒蝕)的同時,吸收熱量。報道C-Si02類型的復合材料在高溫條件下,如前所述會發生熔融、汽化、分解和化學反應等過程而吸收能量,其中Si02的汽化與分解,C與Sio02的化學反應具有較大的吸熱效應,從熱防護觀點來看這是很重要的。因此這些物理、化學過程之間的關系和應當考慮哪些主要化學反應是重點關注的。材料在實際燒蝕過程中通常變化非常激烈,材料表面溫度在幾秒內急升至2000K以上,因此在如此短的時間內很難研究材料的具體變化歷程,而熱分析技術能方便地連續跟蹤材料在程序控制溫度下熱量、質量等參數隨溫度或時間的變化情況,是揭示材料在高溫下變化規律的有力工具。熱分析過程中升溫速率通常在1~30K.min-l之間,相當于燒蝕過程的“慢鏡頭”,因此采用熱分析技術研究材料的燒蝕機理具有很好的參考價值。
本工作對玄武巖纖維增強酚醛樹脂復合材料開展高溫熱分析研究,試圖通過熱力學計算和反應產物成分分析推斷出該類材料在高溫下可能發生的吸熱反應,同時考察了玻璃纖維增強酚醛樹脂復合材料,并進行了比較分析。
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