抗氧化三维纤维增强酚醛气凝胶的性能

• 作者: 张鹏飞 赖小明 洪长青 杨雷 张玉生 梁龙 董薇 刘峰 马彬 刘佳 陈维强 张璇 陶积柏
• 来源期刊: 材料导报
• 关键词: 轻质热防护材料 三维刚性结构 陶瓷先驱体 纳米结构
• 年，卷（期）: 2021,（16）
• 所属期刊栏目: 高分子与聚合物基复合材料|POLYMERS AND POLYMER MATRIX COMPOSITES
• 页码范围: 16155-16159
• 页数: 5页
• 分类号: TB332
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.20050185

摘要

采用低密度三维刚性结构作为增强体,利用Si-B-C陶瓷先驱体对纤维进行抗氧化防护,并在纤维骨架的孔隙中填充纳米隔热酚醛树脂,形成了一种抗氧化三维纤维增强酚醛气凝胶材料(三维结构热防护材料).该材料密度从0. 3 g/cm3 提升至0. 7 g/cm3 ,其弯曲强度从12 MPa提升至57 MPa,拉伸强度从10 MPa提升至46 MPa,压缩强度从2 MPa提升至18 MPa,比热容维持在1. 07～1. 1 J/(g·K),热导率从0. 078 W/(m·K)提升至0. 12 W/(m·K).经15 min、2 000 ℃的电弧风洞烧蚀后,该材料后退量为10 mm.综合热力性能测试表明,该材料具有优异的力学强度和抗失效能力,而且纤维采用先进的抗氧化处理,在烧蚀过程中利用原位陶瓷化反应,提升了高温抗烧蚀能力,这种三维结构能够实现多种复杂构型近净尺寸成型,有效提升了防热材料的一体化制备、高效装配的任务适应能力.该类材料在载人航天、高超飞行器防热结构中具有广阔的应用前景.