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复合材料质量烧蚀率计算模型实验研究

宇航材料工艺 2011年第5期41卷 78-80页

作者：周燕萍魏莉萍郑会保孟祥艳刘运传中国兵器工业集团第五三研究所济南250031

通过对CF/S-157PF复合材料进行氧-乙炔烧蚀试验研究,得到了质量烧蚀率,并利用多元线性回归方法,拟合得到了该参数与热流密度和烧蚀时间的数学模型,即M=0.043.q0.128.t-0.191。经检验,该回归模型适用性较好,预测精度较高,为复合材料该项... 详细信息

通过对CF/S-157PF复合材料进行氧-乙炔烧蚀试验研究,得到了质量烧蚀率,并利用多元线性回归方法,拟合得到了该参数与热流密度和烧蚀时间的数学模型,即M=0.043.q0.128.t-0.191。经检验,该回归模型适用性较好,预测精度较高,为复合材料该项烧蚀性能的评估建立了快速、有效、可靠的试验方法。

关键词：氧-乙炔烧蚀多元回归热流密度质量烧蚀率数学模型

碳/石英防热复合材料质量烧蚀率的数学模型构建

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粘接 2021年第2期45卷 76-79页

作者：高艺陕西铁路工程职业技术学院渭南714000

碳/石英防热复合材料是一种性能优异的材料,在飞行器中具有重要作用。文章构建了碳/石英防热复合材料质量烧蚀率的数学模型,该模型中包含热流、焓值和压力这3个参数。通过使用管状电弧加热器完成实验,获取相关信息数据,然后使用回归分... 详细信息

碳/石英防热复合材料是一种性能优异的材料,在飞行器中具有重要作用。文章构建了碳/石英防热复合材料质量烧蚀率的数学模型,该模型中包含热流、焓值和压力这3个参数。通过使用管状电弧加热器完成实验,获取相关信息数据,然后使用回归分析方法构建数学模型。为了验证模型的有效性,对其进行变量间相关性检验、拟合优度检验、回归模型显著性检验和回归系数显著性检验。研究结果表明碳/石英防热复合材料质量烧蚀率的数学模型具有很好的拟合程度。

关键词：碳/石英防热复合材料质量烧蚀率数学模型

Nd:YAG激光辐照碳纤维复合材料的质量烧蚀

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复合材料学报 2009年第1期26卷 118-122页

作者：黄永光刘世炳龙连春田建东阳志光北京工业大学激光工程研究院北京100022 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100022 中国运载火箭技术研究院北京100076

通过实验研究了连续Nd∶YAG激光辐照下碳纤维环氧树脂复合材料的质量烧蚀规律。结果表明:当激光功率密度大于10 kW/cm2时,材料烧蚀质量与激光辐照能量成正比关系;在同样激光辐照能量下,半径为0.65 mm的激光辐照引起的复合材料的质量烧... 详细信息

通过实验研究了连续Nd∶YAG激光辐照下碳纤维环氧树脂复合材料的质量烧蚀规律。结果表明:当激光功率密度大于10 kW/cm2时,材料烧蚀质量与激光辐照能量成正比关系;在同样激光辐照能量下,半径为0.65 mm的激光辐照引起的复合材料的质量烧蚀率比半径为5.5 mm的激光辐照的结果大一倍;激光功率在燃烧阈值附近时,燃烧现象引起质量烧蚀率的波动。

关键词：质量烧蚀率碳纤维环氧树脂烧蚀燃烧复合材料

钢表面电火花沉积合成W-Mo高熔点复合涂层

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表面技术 2023年第10期52卷 250-258页

作者：李忠盛吴护林陈海涛丛大龙张敏何庆兵彭冬西南技术工程研究所重庆400039

目的采用ZY-10型电火花堆焊/涂层沉积设备,分别以钼和钨棒料为电极,以超纯氩气为保护气体,在PCrNi3MoVA钢基体表面沉积合成W-Mo高熔点复合涂层。方法在PCrNi3MoVA钢基体表面先沉积出一定厚度的钼涂层作为打底层,在此基础上,采用更高... 详细信息

目的采用ZY-10型电火花堆焊/涂层沉积设备,分别以钼和钨棒料为电极,以超纯氩气为保护气体,在PCrNi3MoVA钢基体表面沉积合成W-Mo高熔点复合涂层。方法在PCrNi3MoVA钢基体表面先沉积出一定厚度的钼涂层作为打底层,在此基础上,采用更高的电参数沉积硬度和熔点都较高的钨涂层。作为同族元素的钼和钨,在高温电弧作用下能较好地合成W-Mo高熔点复合涂层。通过对复合涂层的成分、微观形貌等进行观察和分析,用等离子烧蚀实验检测复合涂层的抗烧蚀性能,并计算复合涂层的质量烧蚀率和线烧蚀率。结果采用电火花沉积工艺在PCrNi3MoVA钢基体表面成功制备了W-Mo高熔点复合涂层,其厚度达到100μm以上,该复合涂层主要由W、Mo、Fe等成分组成,且越靠近涂层表面,W和Mo元素的含量越高,复合涂层主要有Mo、MoC、Fe_(2)Mo_(3)、Fe_(2)W等物相,复合涂层的耐烧蚀性能较好,在前10 s内其线烧蚀率仅为0.090~0.267 mm/s。结论 W-Mo高熔点复合涂层的厚度随着沉积次数和沉积电压的增加而增加;复合涂层与基体相互熔融,具有较好的冶金结合特征;复合涂层能够承受等离子火焰的短时高温冲击与冲刷,增加复合涂层的厚度可以有效抑制涂层试样烧蚀率的增加。

关键词：电火花沉积钨钼耐烧蚀涂层质量烧蚀率线烧蚀率

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粒子浓度对C/C复合材料烧蚀行为的影响

材料工程 2016年第7期44卷 93-98页

作者：查柏林林浩高双林罗雷张博文朱杰堂孙振生第二炮兵工程大学西安710025

为研究不同粒子浓度侵蚀条件下C/C复合材料的烧蚀机理及性能,采用自主研发的氧-煤油烧蚀实验系统对轴棒法编织的C/C复合材料进行烧蚀/侵蚀实验,实验的粒子浓度分别为0,1.37%,2.22%,2.64%。采用扫描电镜(SEM)观察实验后试样的微观形貌,... 详细信息

为研究不同粒子浓度侵蚀条件下C/C复合材料的烧蚀机理及性能,采用自主研发的氧-煤油烧蚀实验系统对轴棒法编织的C/C复合材料进行烧蚀/侵蚀实验,实验的粒子浓度分别为0,1.37%,2.22%,2.64%。采用扫描电镜(SEM)观察实验后试样的微观形貌,测算了试样的烧蚀率,研究了粒子浓度对材料烧蚀率的影响规律,分析了材料的烧蚀机理。结果表明:不加粒子时试样的质量烧蚀率仅为0.159g/s,线烧蚀率为0.175mm/s,加入粒子后质量烧蚀率与线烧蚀率的最小值分别为0.432g/s和0.843mm/s,且随粒子浓度的增加,烧蚀率均加速增加。粒子的侵蚀作用加剧了试样的烧蚀,冲刷面上径向纤维的烧蚀梯度随粒子浓度的增加而增大。

关键词：粒子浓度 C/C复合材料质量烧蚀率线烧蚀率

碳纤维丝束结构对碳纤维/酚醛复合材料烧蚀性能的影响

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材料工程 2022年第9期50卷 113-119页

作者：孔国强安振河魏化震李莹邵蒙于秋兵纪校君李居影王康山东非金属材料研究所济南250031 北京新风航天装备有限公司北京100039

以酚醛树脂为基体,以平纹碳布和短切碳纤维两种结构形式的碳纤维为增强剂,制备碳纤维增强的碳/酚醛复合材料。采用氧/乙炔烧蚀实验对复合材料的耐烧蚀性能进行了对比性研究,采用电子拉力试验机对复合材料的弯曲性能进行表征,采用扫描电... 详细信息

以酚醛树脂为基体,以平纹碳布和短切碳纤维两种结构形式的碳纤维为增强剂,制备碳纤维增强的碳/酚醛复合材料。采用氧/乙炔烧蚀实验对复合材料的耐烧蚀性能进行了对比性研究,采用电子拉力试验机对复合材料的弯曲性能进行表征,采用扫描电镜对复合材料烧蚀形面进行观察,并通过固体火箭发动机对复合材料的烧蚀性能进行考核验证。研究结果表明:以这两种结构形式的碳纤维为增强剂制备的碳/酚醛复合材料,其氧乙炔质量烧蚀率的大小与碳纤维丝束的大小具有正相关的特性,碳纤维丝束越小碳纤维质量烧蚀率越低,当碳纤维增强剂处于单丝状态时,复合材料的氧乙炔质量烧蚀率达到最低为0.046 g/s,并且碳纤维的型号规格对复合材料氧乙炔质量烧蚀率的影响变小。固体火箭发动机实验表明,单丝状态下的碳纤维/酚醛复合材料的抗烧蚀冲刷性能明显优于束状碳纤维/酚醛复合材料。

关键词：碳纤维丝束复合材料酚醛树脂质量烧蚀率线烧蚀率

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长脉冲激光辐照下环氧树脂的热烧蚀规律

强激光与粒子束 2008年第1期20卷 36-40页

作者：穆景阳万红白书欣国防科学技术大学航天与材料工程学院材料工程与应用化学系长沙410073

研究了树脂基复合材料中常用的E-51环氧树脂在ms级脉冲激光辐照下热烧蚀率及质量烧蚀率的变化规律,分析了脉冲激光的辐照时间、峰值功率密度、重复频率以及脉宽对烧蚀率的影响。研究结果表明:随辐照时间的增加热烧蚀率逐渐增大,但辐照... 详细信息

研究了树脂基复合材料中常用的E-51环氧树脂在ms级脉冲激光辐照下热烧蚀率及质量烧蚀率的变化规律,分析了脉冲激光的辐照时间、峰值功率密度、重复频率以及脉宽对烧蚀率的影响。研究结果表明:随辐照时间的增加热烧蚀率逐渐增大,但辐照一定时间后,热烧蚀率趋于稳定;峰值功率密度的增加能明显提高热烧蚀率,但随峰值功率密度的增加,热烧蚀率的增幅减小直至趋于一定值;热烧蚀率不随脉冲激光重复频率和脉宽的变化而改变,当峰值功率密度一定时,热烧蚀率一定,质量烧蚀率与频率和脉宽成正比。

关键词：长脉冲激光环氧树脂热烧蚀率质量烧蚀率辐照时间峰值功率密度

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烧蚀角度对C/C复合材料烧蚀行为的影响

材料工程 2017年第2期45卷 54-59页

作者：查柏林高双林林浩罗雷张博文朱杰堂孙振生火箭军工程大学西安710025

烧蚀角度对C/C复合材料的耐烧蚀性能有显著的影响,采用自主研发的氧-煤油烧蚀实验系统对轴棒法编织的三维四向C/C复合材料进行烧蚀/侵蚀实验,实验的典型角度分别为90°,60°,45°,侵蚀时的粒子浓度为1.37%。测算试样的宏观烧蚀率,并采... 详细信息

烧蚀角度对C/C复合材料的耐烧蚀性能有显著的影响,采用自主研发的氧-煤油烧蚀实验系统对轴棒法编织的三维四向C/C复合材料进行烧蚀/侵蚀实验,实验的典型角度分别为90°,60°,45°,侵蚀时的粒子浓度为1.37%。测算试样的宏观烧蚀率,并采用扫描电镜(SEM)观察了试样烧蚀后的微观形貌。分析了角度对C/C复合材料烧蚀行为的影响规律,并探讨其烧蚀机理。结果表明:不加粒子进行烧蚀实验时,烧蚀角度90°,60°,45°对应的试样质量烧蚀率分别为0.146,0.123,0.100g/s,随烧蚀角度的减小,质量烧蚀率加速降低;加粒子进行侵蚀实验时,烧蚀角度90°,60°,45°对应的试样质量烧蚀率分别为0.452,0.455,0.432g/s,线烧蚀率分别为1.863,1.323,0.843mm/s,随烧蚀角度的减小,质量烧蚀率基本不变,线烧蚀率逐渐降低。烧蚀角度越小,射流的冲刷作用越强,伴随热化学烧蚀的作用,导致烧蚀/侵蚀实验条件下,径向纤维的烧蚀梯度均增加;烧蚀实验条件下,轴向纤维束外沿的受冲刷区域变大。

关键词：烧蚀角度 C/C复合材料质量烧蚀率线烧蚀率烧蚀性能

聚合物浸渍裂解法制备C/C-ZrC复合材料及其性能

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材料科学与工程学报 2017年第2期35卷 248-252,277页

作者：赵春晓李红任慕苏张家宝杨敏孙晋良上海大学复合材料研究中心上海200072

本文以低密度C/C复合材料为坯体,有机锆聚合物为前驱体,采用聚合物浸渍裂解法(PIP)制备C/C-ZrC复合材料,并对其微观结构、力学性能、烧蚀性能以及烧蚀机理进行了研究。结果表明ZrC在材料内分布均匀,密度为2.05g·cm^(-3)的C/C-ZrC复合... 详细信息

本文以低密度C/C复合材料为坯体,有机锆聚合物为前驱体,采用聚合物浸渍裂解法(PIP)制备C/C-ZrC复合材料,并对其微观结构、力学性能、烧蚀性能以及烧蚀机理进行了研究。结果表明ZrC在材料内分布均匀,密度为2.05g·cm^(-3)的C/C-ZrC复合材料其弯曲强度为89.70MPa,呈脆性断裂。经氢-氧焰烧蚀150s后其线烧蚀率为-2.2×10^(-3)mm·s^(-1),质量烧蚀率为-1.0×10-3g·s^(-1),远低于密度为1.86g·cm^(-3)的C/C复合材料(线烧蚀率:4.4×10^(-3) mm·s^(-1),质量烧蚀率:7.5×10^(-4)g·s^(-1));在烧蚀的过程中,ZrC表现出优先氧化,同时生成的ZrO_2阻挡层能有效阻挡热量的传递和氧气的渗透,提高了材料的抗烧蚀性能。

关键词： C/C-ZrC复合材料聚合物浸渍裂解法(PIP) 氢氧焰烧蚀线烧蚀率质量烧蚀率