航天器TPS用耐高溫?zé)g修復(fù)劑研究.pdf

1、可重復(fù)使用天地往返運(yùn)輸技術(shù)是航天領(lǐng)域具有前瞻性、戰(zhàn)略性的技術(shù)，航天器熱防護(hù)系統(tǒng)（TPS）則是該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。然而來自空間環(huán)境中的碎片與微流星體以及其他各種因素都會對熱防護(hù)系統(tǒng)造成破壞。面對極端惡劣的再入環(huán)境，先進(jìn)的TPS修復(fù)技術(shù)已成為保障航天器可重復(fù)使用及安全再入的迫切需求。
　　 本論文是針對航天器TPS破損修復(fù)進(jìn)行的探索研究。提出了采用燒蝕碳化型和高溫相變型兩種類型TPS用耐高溫?zé)g修復(fù)劑的研究思路，開展了兩種類型的各體系

2、修復(fù)劑成分的設(shè)計及制備工藝的研究，利用氧—乙炔燒蝕測試來評估修復(fù)劑的耐高溫?zé)g性能，并對典型修復(fù)劑材料的熱分解動力學(xué)進(jìn)行了分析。
　　 通過對修復(fù)劑試樣燒蝕前后形貌的觀察、熱重-差熱-質(zhì)譜分析和相結(jié)構(gòu)分析，評估了各體系修復(fù)劑的成型性能與耐高溫?zé)g性能，并對其耐高溫?zé)g機(jī)理進(jìn)行了探討。研究結(jié)果表明：呋喃樹脂體系的燒蝕碳化型修復(fù)劑具有良好的成型性能和耐高溫?zé)g性能，呋喃樹脂與填料碳化硅粉末及晶須具有良好的燒蝕匹配性。燒蝕產(chǎn)生的碳層與

3、SiO2能附著在表面，起到保護(hù)下層基體的效果。在填料碳化硅粉末與晶須的質(zhì)量比為8/4時，呋喃樹脂體系修復(fù)劑制備的試樣表面質(zhì)量好、收縮率低、耐高溫?zé)g性能好，線燒蝕率與質(zhì)量燒蝕率分別為0.028 mm/s，0.0662g/s，背溫為67℃。聚碳硅烷體系的高溫相變型修復(fù)劑能在高溫下轉(zhuǎn)變生成SiC陶瓷，加入的氧化鋁纖維能起到抑制收縮，抗高速氣流沖刷的固結(jié)效果，ZrO2則能降低修復(fù)劑與石墨塊的熱膨脹失配，使修復(fù)劑在燒蝕過程中能與石墨塊結(jié)合牢固。