一種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，由表層、中間層和內(nèi)層材料組成，其特征在于表層為碳纖維增強(qiáng)的酚醛樹脂基復(fù)合材料，中間層為炭泡沫骨架填充氣凝膠材料，內(nèi)層為C／C復(fù)合材料和C／SiC陶瓷基復(fù)合材料。所述的表層材料與中間層材料采用高溫膠粘劑粘結(jié)，中間層材料與內(nèi)層材料采用酚醛樹脂膠粘劑或無機(jī)膠粘劑粘結(jié)；可以用于1000～3300℃溫度范圍內(nèi)的航天器高溫防護(hù)。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是：①該熱防護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)輕；②熱導(dǎo)率低，絕熱性能優(yōu)異；③具有高溫穩(wěn)定性；④優(yōu)良的耐腐蝕、耐磨損性能；⑤隔熱層與機(jī)身形成有機(jī)統(tǒng)一的整體。
【專利說明】一種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料領(lǐng)域，特別是涉及一種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]快速打擊是軍用航空裝備的重要發(fā)展方向，發(fā)展高馬赫數(shù)飛機(jī)是實(shí)現(xiàn)快速打擊的主要手段。在高馬赫數(shù)飛機(jī)的研制過程中，熱防護(hù)結(jié)構(gòu)作為防護(hù)氣動(dòng)熱的主要手段，是決定飛機(jī)研制成敗的關(guān)鍵。防熱結(jié)構(gòu)及防熱材料至今已經(jīng)歷了幾代飛行器的發(fā)展，常用的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)有熱沉式防熱、輻射式防熱、燒蝕式防熱、發(fā)汗冷卻、表面隔熱防熱和熱管等六種形式。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01120379523.3的中國專利中公開了一種飛行器尾段熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)噴管和套裝在其外部的尾段殼體，所述尾段殼體內(nèi)壁凹槽中嵌置有隔熱密封圈，所述隔熱密封圈與發(fā)動(dòng)機(jī)噴管外壁過盈配合，所述尾段殼體的端面嵌置有擋圈。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡便，能有效保護(hù)尾段殼體。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00910112588.9的中國專利中公開了一種降低飛行器內(nèi)核溫度的熱防護(hù)涂層結(jié)構(gòu)，設(shè)有外涂敷層、中涂敷層和內(nèi)涂敷層，外涂敷層采用介電常數(shù)為Ii1的耐高溫材料，中涂敷層采用介電常數(shù)為n2的透波材料，內(nèi)涂敷層采用介電常數(shù)為n3的耐高溫材料，可防止飛行器內(nèi)核溫度受電磁波輻射的影響，保持飛行器內(nèi)核溫度穩(wěn)定。
[0005]然而上述專利中所提到的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)存在熱防護(hù)結(jié)構(gòu)過于簡單，功能單一，熱防護(hù)材料耐溫等級(jí)低，隔熱效果差等問題，因此，探索一種集多種防熱形式為一體的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)成為現(xiàn)今的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有隔熱領(lǐng)域的不足，提供了一種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)。該種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)集燒蝕式防熱、發(fā)汗冷卻、表面隔熱防熱等多種隔熱形式的特性為一體，是一種新型高效的熱防護(hù)方式，采用高性能熱防護(hù)材料，具有十分優(yōu)異的隔熱能力。
[0007]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，由表層、中間層和內(nèi)層材料組成，其特征在于表層為碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂基復(fù)合材料，中間層為炭泡沫骨架填充氣凝膠材料，內(nèi)層為C / C復(fù)合材料和C / SiC陶瓷基復(fù)合材料。
[0008]所述的表層材料是碳纖維立體織物增強(qiáng)的酚醛樹脂基復(fù)合材料，碳纖維布增強(qiáng)的酚醛樹脂基復(fù)合材料，一方面依靠酚醛樹脂基復(fù)合材料受熱分解和氧化燃燒帶走熱量，從而獲得熱防護(hù)效果，它安全、可靠、適應(yīng)流場變化能力強(qiáng)；另一方面，碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂基復(fù)合材料具有較聞的隔熱性能，提聞了整體的防熱效率。
[0009]所述的中間層材料是以炭泡沫骨架為結(jié)構(gòu)加強(qiáng)體，以氣凝膠為離散單元填充于炭泡沫骨架中。炭泡沫作為多孔材料，本身就具備優(yōu)異的隔熱性能，同時(shí)存在于孔隙中的氣凝膠是高效的隔熱材料，阻斷了在高溫下孔隙間的熱輻射，是該復(fù)合材料最重要的絕熱屏障。
[0010]所述的內(nèi)層材料是C / C復(fù)合材和C / SiC陶瓷基復(fù)合材料，其氣孔率為3?8%，具有耐燒蝕、密度低、高溫強(qiáng)度高、耐熱震及機(jī)械沖擊等優(yōu)點(diǎn)，能夠抵擋高速熱氣流的沖擊，是高性能的承力構(gòu)件，內(nèi)層材料作為良好的過渡層使得機(jī)身與隔熱層形成統(tǒng)一的整體。
[0011]所述的表層材料與中間層材料采用高溫膠粘劑粘結(jié)，包括聚苯并噻唑、聚酰亞胺、聚喹噁啉及聚硅氧烷等等，所述的中間層材料與內(nèi)層材料采用酚醛樹脂膠粘劑或無機(jī)膠粘劑粘結(jié)。
[0012]所述的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)可以用于1000?3300°C溫度范圍內(nèi)的航天器高溫防護(hù)。
[0013]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是:①該熱防護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)輕；②熱導(dǎo)率低，絕熱性能優(yōu)異；③具有高溫穩(wěn)定性優(yōu)良的耐腐蝕、耐磨損性能；⑤隔熱層與機(jī)身形成有機(jī)統(tǒng)一的整體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，其中10為表層碳纖維增強(qiáng)的酚醛樹脂基復(fù)合材料，20為中間層炭泡沫骨架填充氣凝膠材料，30為內(nèi)層C / C復(fù)合材料和C / SiC陶瓷基復(fù)合材料。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定。
[0016]實(shí)施例1
[0017]一種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括表層、中間層和內(nèi)層三層材料，表層為碳纖維立體織物增強(qiáng)的酚醛樹脂基復(fù)合材料，中間層為炭泡沫骨架填充氣凝膠材料，內(nèi)層為C / C復(fù)合材料，表層材料與中間層材料采用聚苯并噻唑高溫膠粘劑粘結(jié)，中間層材料與內(nèi)層材料采用酚醛樹脂膠粘劑粘結(jié)。
[0018]實(shí)施例2
[0019]一種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括表層、中間層和內(nèi)層三層材料，表層為碳纖維布增強(qiáng)的酚醛樹脂基復(fù)合材料，中間層為炭泡沫骨架填充氣凝膠材料，內(nèi)層為c / SiC復(fù)合材料，表層材料與中間層材料采用聚酰亞胺高溫膠粘劑粘結(jié)，中間層材料與內(nèi)層材料采用無機(jī)膠粘劑粘結(jié)。
[0020]上述僅為本發(fā)明的兩個(gè)【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，由表層、中間層和內(nèi)層材料組成，其特征在于表層為碳纖維增強(qiáng)酹醛樹脂基復(fù)合材料，中間層為炭泡沫骨架填充氣凝膠材料，內(nèi)層為C / C復(fù)合材料和C /SiC陶瓷基復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的表層材料是碳纖維立體織物增強(qiáng)的酚醛樹脂基復(fù)合材料，碳纖維布增強(qiáng)的酚醛樹脂基復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的中間層材料是以炭泡沫骨架為結(jié)構(gòu)加強(qiáng)體，以氣凝膠為離散單元填充于炭泡沫骨架中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的內(nèi)層材料是C/ C復(fù)合材料和C / SiC陶瓷基復(fù)合材料，其氣孔率為3?8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的表層材料與中間層材料采用高溫膠粘劑粘結(jié)，包括聚苯并噻唑、聚酰亞胺、聚喹噁啉及聚硅氧烷等等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的中間層材料與內(nèi)層材料采用酚醛樹脂膠粘劑或無機(jī)膠粘劑粘結(jié)。
【文檔編號(hào)】B64C1/38GK103723269SQ201310412246
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】陳照峰, 王璐 申請(qǐng)人:太倉派歐技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司