碳纖維／有機硅改性環氧樹脂復合材料性能研究

      介紹了一種碳纖維／有機硅改性環氧樹脂復合材料的性能研究情況。對該復合材料的力學性能、熱常數和燒蝕性能進行了初步測試。結果表明，其拉伸強度達到558MPa，拉伸模量達到44. OGPa，層間剪切強度為16. 6MPa，導熱系數不超過0.3 W/(m-K)，氧一乙炔燒蝕的線燒蝕率為0.049mm/s，質量燒蝕率為0.0595g/s。通過與常用的碳／酚醛材料比較，碳纖維／有機硅改性環氧樹脂復合材料的性能較優。

       樹脂基防熱材料作為一種高效的防熱材料已廣泛應用于宇航領域，常用的樹脂基防熱材料以酚醛樹脂作為基體材料。酚醛樹脂在高溫下發生熱分解反應，形成一層堅固的碳層，碳層均勻地附著在增強纖維的表面，對纖維起到“強化”作用，并與增強纖維一起承受高達1600～2500℃的高溫，達到防熱的目的…。然而酚醛樹脂需加熱加壓固化，成型工藝相對復雜。目前，在樹脂基防熱材料研究方面，針對新型樹脂基體及其復合材料的研究日益增加，并取得一定成果。這些研究包括聚芳基乙炔樹脂、有機硅樹脂、硅橡膠及其復合材料。H．A．Katzman等人制作了T300編織物增強的聚芳基乙炔試樣，采用等離子體對其和酚醛試樣( FM5055)進行了燒蝕性能測試，結果表明，T300聚芳基乙炔的質量損失和沖刷均較小。M．J．Miller等人比較了玻璃纖維增強的有機硅樹脂和橡膠改性酚醛樹脂的燒蝕性能，結果發現，不論在高熱流密度，還是在低熱流密度條件下，以有機硅為基體的材料的抗沖刷性能和質量損失均較好。但聚芳基乙炔和有機硅樹脂
的成型工藝性均較差。環氧樹脂的成型工藝性好，但耐燒蝕性能差，將環氧樹脂和有機硅樹脂結合起來，可以制備具有良好成型工藝性的耐燒蝕的防熱材料。

      在研究有機硅改性環氧樹脂性能的基礎上，本工作對碳纖維／有機硅改性環氧樹脂復合材料的性能進行了初步研究，以期將其用作耐燒蝕防熱材料。本文對碳纖維／有機硅改性環氧樹脂復合材料的力學性能、熱常數和氧一乙炔燒蝕性能的研究情況進行了介紹。

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