轴炭棒法制备高性能炭/炭复合材料喉衬织物(英文) 被引量：11

1

作者 候晓 程文 +1 位作者 陈妮 周红英 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期355-362,共8页

为适应高性能固体火箭发动机使用的苛刻条件,如高压和大流量,通过预成型设计和致密化过程改性,制备一种三维和四向炭纤维增强结构的新型炭/炭(C/C)复合材料。同时,探讨影响该喉衬材料关键性能的主要过程并进行性能评价。最后描述某些固... 为适应高性能固体火箭发动机使用的苛刻条件,如高压和大流量,通过预成型设计和致密化过程改性,制备一种三维和四向炭纤维增强结构的新型炭/炭(C/C)复合材料。同时,探讨影响该喉衬材料关键性能的主要过程并进行性能评价。最后描述某些固体火箭发动机喷管的C/C复合材料的应用现状。结果表明,所制C/C复合材料具有优良的力学和热性能,其烧蚀率相当于整体毡预制体C/C复合材料织物,较径向炭棒法C/C复合材料织物低60%。 展开更多

关键词 炭 炭复合材料 喉衬 固体火箭发动机 轴炭棒

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固体火箭发动机实验条件下基于拉瓦尔喷管变流道参数的4D编织C/C复合材料烧蚀性能（英文） 被引量：10

2

作者 惠卫华 鲍福廷 +1 位作者 魏祥庚 刘旸 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期365-373,共9页

固体火箭发动机实验条件下,对4D编织C/C复合材料变参数流道拉瓦尔喷管进行了烧蚀特性研究。针对变流道喷管变化的烧蚀角度,分析了材料的烧蚀机理。结果表明,由于变流道的原因,从收敛段到喉部烧蚀逐渐加剧,在收敛段与喉部过渡段45°... 固体火箭发动机实验条件下,对4D编织C/C复合材料变参数流道拉瓦尔喷管进行了烧蚀特性研究。针对变流道喷管变化的烧蚀角度,分析了材料的烧蚀机理。结果表明,由于变流道的原因,从收敛段到喉部烧蚀逐渐加剧,在收敛段与喉部过渡段45°烧蚀角出烧蚀最为严重,烧蚀角越大,烧蚀越严重。之后,烧蚀程度明显逐渐减小。烧蚀率沿着变流道喷管轴向逐渐改变,最大烧蚀率是0.056 mm/s,最大质量烧蚀率是0.157 kg/m^2·s。并且,轴向纤维、径向纤维到环向纤维,烧蚀尖角逐渐增大。烧蚀特性与粒子速度、粒子撞击角度、粒子浓度、壁面剪切力等因素相关。在热化学烧蚀和机械剥蚀共同作用下,变流道是不同烧蚀行为的主要影响因素。 展开更多

关键词 炭/炭复合材料 喉衬 固体火箭发动机 轴向炭棒 烧蚀

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高密度轴棒法C/C复合材料的热膨胀性能 被引量：7

3

作者 高亚奇 邓红兵 +2 位作者 邹武 程文 吴书锋 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期332-335,344,共5页

以轴棒法4D编织预制体、高温煤沥青为前驱体,采用常压、高压相结合的液相浸渍-炭化技术制备高密度(≥1.95 g/cm3)的C/C复合材料,并研究了轴棒法编织C/C复合材料在RT^1000℃的热膨胀性能及其影响因素。结果表明,由于材料预制体编织结构... 以轴棒法4D编织预制体、高温煤沥青为前驱体,采用常压、高压相结合的液相浸渍-炭化技术制备高密度(≥1.95 g/cm3)的C/C复合材料,并研究了轴棒法编织C/C复合材料在RT^1000℃的热膨胀性能及其影响因素。结果表明,由于材料预制体编织结构与微观结构的界面裂纹具有方向性,导致了C/C复合材料热膨胀表现出明显的各向异性,径向热膨胀系数低于轴向,高温尺寸稳定性较好;轴棒法C/C材料的热膨胀行为在800℃出现拐点,拐点与材料界面裂纹愈合有关,受最终制备温度的影响很大;材料经2500℃热处理之后,拐点后延,整体热膨胀系数下降,随温度上升趋势变缓。 展开更多

关键词 高密度 C/C复合材料 轴棒法 热膨胀系数

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不同T300级碳纤维轴棒法C/C复合材料的导热性能 被引量：5

4

作者 冯阳阳 崔红 +1 位作者 李瑞珍 吴书峰 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期113-116,共4页

选取两种国产T300级PAN基碳纤维,轴棒法制备4D预制体,以高温煤沥青为前驱体,采用液相浸渍-炭化以及石墨化相结合的技术制备C/C复合材料(密度≥1.95 g/cm3),研究了C/C复合材料从室温(RT)到800℃的热导率及其影响因素。研究表明,在实验温... 选取两种国产T300级PAN基碳纤维,轴棒法制备4D预制体,以高温煤沥青为前驱体,采用液相浸渍-炭化以及石墨化相结合的技术制备C/C复合材料(密度≥1.95 g/cm3),研究了C/C复合材料从室温(RT)到800℃的热导率及其影响因素。研究表明,在实验温度范围内C/C复合材料的热导率随温度升高而降低,由于原材料自身特性和预制体编织结构具有方向性,使C/C复合材料的导热性能表现出各向异性,径向热导率明显高于轴向;密度高、开孔率小、石墨化程度高的C/C复合材料由于晶粒间连通状态好,微晶结构趋于完整,材料的热导率增大;以低压热处理为最终处理工艺的C/C复合材料热导率略有提高;采用国产T300级与东丽T300碳纤维制备的C/C复合材料的热导率相当。 展开更多

关键词 碳纤维 C/C复合材料 轴棒法 热导率

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轴棒法C／C复合材料室温及高温拉伸性能研究 被引量：1

5

作者 冯阳阳 刘维鹏 +2 位作者 崔红 李瑞珍 吴书锋 《炭素》 2011年第2期34-37,共4页

研究了轴棒法C／C复合材料在室温及高温下的轴向拉伸性能，并用扫描电镜观察了高温拉伸试样的断口形貌。结果表明，轴棒法C／C复合材料在室温及高温下的断裂模式不同，且高温下的拉伸强度高于室温下的拉伸强度；以常压炭化结束的C／C复... 研究了轴棒法C／C复合材料在室温及高温下的轴向拉伸性能，并用扫描电镜观察了高温拉伸试样的断口形貌。结果表明，轴棒法C／C复合材料在室温及高温下的断裂模式不同，且高温下的拉伸强度高于室温下的拉伸强度；以常压炭化结束的C／C复合材料开孔率变大，室温及高温下的拉伸强度小于以高压炭化结束的C／C复合材料。 展开更多

关键词 轴棒法 C/C复合材料 拉伸性能 温度 处理工艺

原文传递

轴棒法编织C/C喉衬烧蚀性能缩比试验评价方法 被引量：1

6

作者 王周成 张飞 +2 位作者 陈慧 史宏斌 陈妮 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期583-586,共4页

针对新型喉衬用轴棒法编织C/C复合材料的结构特点,建立了一种采用圆形喉衬缩比烧蚀发动机评价全尺寸发动机喉衬烧蚀性能的缩比试验方法。依据该方法进行了多发缩比烧蚀发动机试验,并结合全尺寸发动机喉衬烧蚀试验数据,给出了与发动机工... 针对新型喉衬用轴棒法编织C/C复合材料的结构特点,建立了一种采用圆形喉衬缩比烧蚀发动机评价全尺寸发动机喉衬烧蚀性能的缩比试验方法。依据该方法进行了多发缩比烧蚀发动机试验,并结合全尺寸发动机喉衬烧蚀试验数据,给出了与发动机工况、结构尺寸和推进剂类型相关的轴棒法编织C/C喉衬烧蚀性能评价公式。利用其他批次喉衬在不同型号发动机的烧蚀数据,对评价公式进行了校验和分析,预示结果与试验结果较一致,表明建立的试验方法和评价公式能够体现缩比烧蚀发动机与全尺寸发动机烧蚀性能的相关性。 展开更多

关键词 轴棒法编织C/C复合材料 烧蚀性能 圆形喉衬 缩比烧蚀发动机 全尺寸发动机

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轴棒法C／C复合材料微观结构及性能分析

7

作者 高亚奇 邓红兵 +2 位作者 邹武 程文 吴书锋 《炭素》 2011年第2期3-7,共5页

采用轴棒法4D预制体、煤沥青为前驱体，经过常压、高压相结合的液相浸渍一炭化的致密工艺，制备出高密度轴棒法C／C复合材料。研究了轴棒法C／C复合材料的微观结构及其对轴向室温、高温（2800℃）拉伸破坏形式的影响。结果表明：轴棒法C... 采用轴棒法4D预制体、煤沥青为前驱体，经过常压、高压相结合的液相浸渍一炭化的致密工艺，制备出高密度轴棒法C／C复合材料。研究了轴棒法C／C复合材料的微观结构及其对轴向室温、高温（2800℃）拉伸破坏形式的影响。结果表明：轴棒法C／C复合材料轴向增强体采用炭棒，出现了一个特殊的界面，即炭棒与基体的“间隙”，主要原因是炭棒内部结合较强和纤维、基体的热膨胀系数不匹配而引起的；间隙的存在，使得轴棒法C／C复合材料的轴向室温、高温拉伸破坏形式出现较大差异，室温拉伸由于界面结合强度弱而引起的炭棒完整的拔出，未起到纤维应有的增强作用；高温拉伸却由于受热膨胀，间隙愈合，界面结合变强，试样从有效部位断裂，纤维增强作用明显提高。 展开更多

关键词 C/C复合材料 轴棒法 微观结构

原文传递

轴棒法编织C/C复合材料的超声速火焰烧蚀性能 被引量：4

8

作者 王德文 杨月诚 査柏林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期257-261,共5页

为了研究轴棒法编织、高压浸渍-碳化致密工艺(HPIC)及高温处理工艺制成的高密度的碳/碳(C/C)复合材料在火箭发动机中的烧蚀性能,使用气氧和煤油超声速(HVO)火焰对复合材料进行含铝工况烧蚀/侵蚀实验,烧蚀时间为30s;对比研究了复合材料... 为了研究轴棒法编织、高压浸渍-碳化致密工艺(HPIC)及高温处理工艺制成的高密度的碳/碳(C/C)复合材料在火箭发动机中的烧蚀性能,使用气氧和煤油超声速(HVO)火焰对复合材料进行含铝工况烧蚀/侵蚀实验,烧蚀时间为30s;对比研究了复合材料在有、无含铝粒子侵蚀时烧蚀性能的差别;分别用扫描电镜、微CT和表面能谱分析了不同工况烧蚀表面的形貌和成分。结果表明,在不同的烧蚀工况下,材料的表面粗糙度不同,微观形貌和烧蚀率也有很大差异;复合材料在无粒子侵蚀工况下的线烧蚀率和质量烧蚀率的平均值分别是0.0318mm/s和0.0319g/s,烧蚀表面呈竹笋状和毛絮状,热化学烧蚀起主导作用;有粒子侵蚀时的线烧蚀率和质量烧蚀率的平均值分别是0.0516mm/s和0.0353g/s,烧蚀表面呈钝竹笋状,纤维从根部断裂,热化学烧蚀和机械剥蚀同时起作用;在纤维和基体表面有Al2O3粒子沉积;含铝烧蚀/侵蚀的线烧蚀率是不含铝烧蚀的1.6倍,质量烧蚀率的1.1倍。在烧蚀区的内部,基体碳受热后开裂,而碳纤维与基体碳间的界面相受热后无明显变化。 展开更多

关键词 轴棒法 C/C复合材料 气氧/煤油 超声速火焰 烧蚀性能

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轴棒法混编4D炭/炭复合材料喉衬研究 被引量：31

9

作者 苏君明 崔红 +4 位作者 苏哲安 郭晨 李瑞珍 李雅娣 周绍建 《炭素》 2004年第1期12-16,共5页

采用轴棒法软硬混编4D预制体,经高压沥青浸渍炭化致密化工艺(HIPIC),制成高密度(1.93～1.94g/cm3)4D炭/炭喉衬材料。其抗烧蚀性能比径棒法4D炭/炭喉衬材料提高了20%～50%,并具有低成本的突出特点,为高工作压强、大流量的SRM喷管提供了... 采用轴棒法软硬混编4D预制体,经高压沥青浸渍炭化致密化工艺(HIPIC),制成高密度(1.93～1.94g/cm3)4D炭/炭喉衬材料。其抗烧蚀性能比径棒法4D炭/炭喉衬材料提高了20%～50%,并具有低成本的突出特点,为高工作压强、大流量的SRM喷管提供了一种低成本的喉衬材料。 展开更多

关键词 SRM喉衬 轴棒法混编 高压浸溃炭化 结构表征 性能表征 炭/炭复合材料 通信卫星

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C/C复合材料预制体的研究进展 被引量：29

10

作者 孙乐 王成 +3 位作者 李晓飞 李恒 叶梦苑 安冲 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期86-95,共10页

C/C复合材料是航空航天领域重要的热结构材料,碳纤维预制体是其最主要的基础技术之一,决定着C/C复合材料的各项性能。本文主要介绍了针刺毡、细编穿刺预制体和轴棒编织预制体等C/C预制体,对比了不同预制体的工艺方法、性能和应用特点。... C/C复合材料是航空航天领域重要的热结构材料,碳纤维预制体是其最主要的基础技术之一,决定着C/C复合材料的各项性能。本文主要介绍了针刺毡、细编穿刺预制体和轴棒编织预制体等C/C预制体,对比了不同预制体的工艺方法、性能和应用特点。针刺毡预制体由于成本低、烧蚀均匀等特点,广泛应用在固体火箭发动机喷管和飞机刹车盘领域;细编穿刺预制体具有纤维体积含量高、致密化周期短和烧蚀率低等特点,应用在固体火箭发动机喉衬;轴棒编织预制体由于织物中70%以上纤维垂直于燃气流方向,提高了材料的抗烧蚀性能,适于制造大型固体火箭发动机。针对国内预制体的研究状况,提出了要加强预制体的孔隙结构、纤维排布等对C/C复合材料的力学、热物理学以及后续致密化工艺影响的研究,更好地促进预制体的发展,进一步提升我国C/C复合材料的性能。 展开更多

关键词 预制体 针刺毡 细编穿刺 轴棒编织 C/C复合材料

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C/C复合材料在再入模拟环境中烧蚀性能研究 被引量：8

11

作者 王德文 査柏林 +1 位作者 杨月诚 李红霞 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1080-1085,共6页

为了研究轴棒法编织的高密度碳/碳(C/C复合材料在再入飞行时的烧蚀性能,采用热等离子体地面模拟再入烧蚀系统对C/C复合材料进行烧蚀试验。试验中分别采用氮气(N、氧气(O和空气作为工作气体,对比研究C/C复合材料在不同环境中的烧蚀率和... 为了研究轴棒法编织的高密度碳/碳(C/C复合材料在再入飞行时的烧蚀性能,采用热等离子体地面模拟再入烧蚀系统对C/C复合材料进行烧蚀试验。试验中分别采用氮气(N、氧气(O和空气作为工作气体,对比研究C/C复合材料在不同环境中的烧蚀率和烧蚀性能。结果表明,三种情况下试样的烧蚀率和微观形貌有很大差异;纯氧气时氧化反应的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.0423mm/s和0.0451g/s大于纯氮气时氮化反应的0.0314mm/s和0.0338g/s也大于空气成分时复合反应的0.0215mm/s和0.0208g/s在试样烧蚀的热影响区发生轻微开裂;三种工况下的烧蚀机理不同,分别是碳的升华、碳的氧化和碳氮反应的某种组合。 展开更多

关键词 轴棒法C/C复合材料 再入 热等离子体 烧蚀率 微观形貌

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轴棒法编织C/C复合材料喉衬烧蚀性能分析 被引量：5

12

作者 吴书锋 张玲 +4 位作者 周绍建 嵇阿琳 杨杰 周红英 刘建军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第22期62-65,共4页

对轴棒法编织碳/碳(C/C)复合材料喉衬进行固体火箭发动机(SRM)地面点火试验,采用扫描电子显微镜(SEM)对烧蚀后喉衬入口部位、喉部、出口部位的烧蚀形貌进行分析。结果表明,在9.362MPa压强下,轴棒法编织C/C喉衬烧蚀性能稳定、均匀,烧蚀... 对轴棒法编织碳/碳(C/C)复合材料喉衬进行固体火箭发动机(SRM)地面点火试验,采用扫描电子显微镜(SEM)对烧蚀后喉衬入口部位、喉部、出口部位的烧蚀形貌进行分析。结果表明,在9.362MPa压强下,轴棒法编织C/C喉衬烧蚀性能稳定、均匀,烧蚀后型面光滑,平均线烧蚀率为0.2569mm·s-1,是适用于高工作压强、大流量的SRM喷管喉衬材料。C/C喉衬不同部位呈现出不同的烧蚀形貌。 展开更多

关键词 轴棒法编织 C C复合材料 喉衬 点火试验 烧蚀性能

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密度对轴棒法编织4DC/C复合材料界面性能的影响

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作者 张玲 黄剑 +1 位作者 嵇阿琳 高亚奇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第22期59-61,65,共4页

采用常压浸渍炭化(PIC)和高压浸渍炭化(HPIC)工艺制备了不同密度的轴棒法编织C/C复合材料,观察了材料的金相结构,通过炭棒顶出实验分析了材料的界面结合情况。结果表明:轴棒法C/C复合材料界面间隙并未随材料密度的增大而逐渐减小;材料... 采用常压浸渍炭化(PIC)和高压浸渍炭化(HPIC)工艺制备了不同密度的轴棒法编织C/C复合材料,观察了材料的金相结构,通过炭棒顶出实验分析了材料的界面结合情况。结果表明:轴棒法C/C复合材料界面间隙并未随材料密度的增大而逐渐减小;材料密度增大,界面结合强度升高,达到最大值后呈现下降趋势,最后趋于稳定。 展开更多

关键词 轴棒法编织 C C复合材料 界面性能

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