颗粒冲刷条件下硅橡胶绝热材料烧蚀特性实验研究

• 作者: 关轶文 刘洋 吴育飞 李江 王敏 陈剑
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 固体火箭发动机 硅橡胶 绝热层 烧蚀特性 烧实验
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 先进材料 推进剂 燃料
• 页码范围: 227-234
• 页数: 8页
• 分类号: V435.+14
• 字数: 6130字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.2017.01.030

摘要

为了研究颗粒冲刷条件下硅橡胶绝热材料的烧蚀规律和特性，采用一种颗粒冲刷状态可调的实验发动机，以添加有短切碳纤维和高硅氧玻璃纤维的硅橡胶为研究对象，开展了颗粒聚集浓度范围为34.5～75.3kg/m3，冲刷速度为9.4～35.9m/s，角度为19.3°～55.5°条件下的13次热试车实验，获得了颗粒冲刷状态参数和炭化烧蚀率之间的宏观影响规律，通过对试验后试件的宏观形貌和微观结构特征进行分析，初步探讨了硅橡胶绝热材料的烧蚀机理。研究结果表明：（1）和EPDM绝热材料的烧蚀规律和特性不同，实验条件下硅橡胶炭化层更厚且致密，硅橡胶材料的最大烧蚀率随颗粒聚集浓度变化较为敏感，当超过50kg/m3临界浓度值时，烧蚀率随浓度的增加而急剧增大。最大烧蚀率随颗粒冲刷速度增加而增大，并呈现出先急剧增加后缓慢增加的趋势；（2）在颗粒冲刷速度较低条件下，硅橡胶材料烧蚀率要高于EPDM的，在颗粒冲刷速度较高条件下，硅橡胶耐冲刷性能要略优于EPDM的；（3）硅橡胶的热分解温度区间约为623～989K，在烧蚀过程中，高硅氧纤维和硅橡胶分解产生的SiO2会渗透到炭化层骨架中，进一步和C反应形成SiC，从而使炭化层致密化，具备耐冲刷特性；（4）通过分析烧蚀形貌和微观特征，初步提出了三层一面（基体层，热解层，炭化层，冲刷面）的烧蚀物理模型。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王敏		2	8	1.0	2.0