硅改性酚醛/碳纤维复合材料的 制备及烧蚀性能

• 作者: 潘栩 祝诗洋 钟业盛 李明伟 史丽萍 赫晓东
• 来源期刊: 材料工程
• 学科: 其他
• 关键词: SiO2/RF凝胶网络互穿结构 共凝胶法 硅改性酚醛/碳纤维复合材料 烧蚀性能
• 年，卷（期）: 2023,（6）
• 页码范围: 150-158
• 页数: 9页
• 语种: 中文

摘要

针对酚醛树脂(RF)耐热性不足、抗烧蚀性能差，且SiO2粒子与酚醛树脂相容性的问题，采用共凝胶法制备纳米级的SiO2/RF杂化气凝胶，通过构建凝胶网络互穿结构，增加两相相容性，探究SiO2/RF杂化气凝胶的微观结构、化学结构和热物理性能。制备得到硅改性酚醛/碳纤维复合材料，并对改性前后复合材料的烧蚀性能进行比较。结果表明，不同硅含量的杂化气凝胶具有凝胶骨架和孔隙双连续的结构特性，密度分别在0.145～0.160 g/cm3之间。随着硅含量提高，杂化气凝胶残留率增加，Si—O键吸收振动峰更明显，但XRD无衍射峰。综合考虑孔径分布及热物理性能，选取性能最优的杂化气凝胶制备硅改性酚醛/碳纤维复合材料，改性后复合材料的质量烧蚀率为0.046 g/s,线烧蚀率为0.074 mm/s。与未改性的复合材料相比，质量烧蚀率降低了20.7%,线烧蚀率降低了21.3%,改性后材料的抗氧化性和烧蚀后的残留率得到明显提升。