通過對B7／S157玄武巖纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料和G/S157玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料體系進(jìn)行高溫?zé)岱治鲅芯?、熱力學(xué)計算及高溫反應(yīng)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(xué)反應(yīng)中充當(dāng)催化劑，改變材料體系中碳硅反應(yīng)歷程，使得碳硅反應(yīng)可在相對較低溫度下進(jìn)行，促進(jìn)材料的吸熱效應(yīng)，有別于玻璃纖維增強(qiáng)防熱復(fù)合材料。
硅質(zhì)纖維增強(qiáng)酚醛樹脂基復(fù)合材料燒蝕防熱作用機(jī)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?xì)鉄崃鳎┳饔孟麻_始升溫，當(dāng)溫度達(dá)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(jìn)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(xué)反應(yīng)，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(fù)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(xué)反應(yīng)等過程而吸收能量，其中Si02的汽化與分解，C與Sio02的化學(xué)反應(yīng)具有較大的吸熱效應(yīng)，從熱防護(hù)觀點來看這是很重要的。因此這些物理、化學(xué)過程之間的關(guān)系和應(yīng)當(dāng)考慮哪些主要化學(xué)反應(yīng)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(dāng)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(jī)理具有很好的參考價值。
本工作對玄武巖纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料開展高溫?zé)岱治鲅芯?，試圖通過熱力學(xué)計算和反應(yīng)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(yīng)，同時考察了玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料，并進(jìn)行了比較分析。
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玄武巖纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料高溫?zé)岱治鲅芯?pdf
硅質(zhì)纖維增強(qiáng)酚醛樹脂基復(fù)合材料燒蝕防熱作用機(jī)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?xì)鉄崃鳎┳饔孟麻_始升溫，當(dāng)溫度達(dá)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(jìn)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(xué)反應(yīng)，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(fù)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(xué)反應(yīng)等過程而吸收能量，其中Si02的汽化與分解，C與Sio02的化學(xué)反應(yīng)具有較大的吸熱效應(yīng)，從熱防護(hù)觀點來看這是很重要的。因此這些物理、化學(xué)過程之間的關(guān)系和應(yīng)當(dāng)考慮哪些主要化學(xué)反應(yīng)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(dāng)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(jī)理具有很好的參考價值。
本工作對玄武巖纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料開展高溫?zé)岱治鲅芯?，試圖通過熱力學(xué)計算和反應(yīng)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(yīng)，同時考察了玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料，并進(jìn)行了比較分析。
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