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(chǎn)物成分分析,結(jié)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(zhì)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(fā)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(jié)構(gòu),隨著溫度的進一步升高,硅質(zhì)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(fā)生汽化和化學反應,在消耗表面物質(zhì)(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(fā)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(guān)系和應當考慮哪些主要化學反應是重點關(guān)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(nèi)急升至2000K以上,因此在如此短的時間內(nèi)很難研究材料的具體變化歷程,而熱分析技術(shù)能方便地連續(xù)跟蹤材料在程序控制溫度下熱量、質(zhì)量等參數(shù)隨溫度或時間的變化情況,是揭示材料在高溫下變化規(guī)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(shù)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(chǎn)物成分分析推斷出該類材料在高溫下可能發(fā)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。
資料下載:
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(zhì)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(fā)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(jié)構(gòu),隨著溫度的進一步升高,硅質(zhì)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(fā)生汽化和化學反應,在消耗表面物質(zhì)(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(fā)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(guān)系和應當考慮哪些主要化學反應是重點關(guān)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(nèi)急升至2000K以上,因此在如此短的時間內(nèi)很難研究材料的具體變化歷程,而熱分析技術(shù)能方便地連續(xù)跟蹤材料在程序控制溫度下熱量、質(zhì)量等參數(shù)隨溫度或時間的變化情況,是揭示材料在高溫下變化規(guī)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(shù)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(chǎn)物成分分析推斷出該類材料在高溫下可能發(fā)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。
資料下載:
