一種防熱材料,多為增強塑膠,一般用於再入飛行器、火箭發動機燃燒室和噴管的防熱。在高溫高壓氣流沖刷的條件下,燒蝕材料發生熱解、氣化、昇華、熔化、輻射等作用,通過材料表面的品質遷移帶走大量熱量,從而達到耐高溫的目的。
在燒蝕過程中材料分成四層:原始材料層、裂解層碳化層和熔化層(見圖)。
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燒蝕材料的基體(膠粘劑)的選擇,應以上述的燒蝕防熱原理為依據。一般常用的基體有環氧、有機矽和酚醛等樹脂。在高溫熱流和高焓值的條件下,酚醛樹脂有比較突出的優點:熱穩定性好,高溫強度高,燒蝕率低,能生成理想的碳化層;隨著熱分解溫度的升高,碳化層的含碳量也提高,有利於降低傳熱速率。燒蝕材料基質(增強劑)的選擇也應考慮燒蝕的熱環境條件,常用石棉、尼龍、玻璃和高矽氧(含SiO2量占98%以上)等纖維或織物。高矽氧在高溫氣流下有粘度很高的熔化層,對熱起到屏蔽和輻射散熱的作用。所以,一般在解決中遠程導彈彈頭和噴管的燒蝕材料的增強劑時,常選用高矽氧纖維。
隨著彈頭再入技術的發展,對彈頭材料提出更加苛刻的要求,目前要求材料能經受10000℃的高溫和100個大氣壓的壓力,因此高矽氧-酚醛材料難於滿足要求,而被碳-碳復合材料或石墨材料所取代。這類材料主要是通過升華和輻射作用而大量吸熱散熱,稱為升華輻射型燒蝕材料。各種類型材料的有效燒蝕熱比較見表。
各類材料有效燒蝕熱比較表![](/img1/19220.jpg)