жаңалықтар

Аэроғарыштық өнімдердің термиялық қорғаныс дизайнында айтарлықтай қалыңдықты қажет ететін, күрделі геометрияға ие немесе кернеуден жарылуға бейім компоненттер үшін композиттік материалдар дәстүрлі термиялық қорғаныс жабындарының орнына жиі қолданылады. Сонымен қатар, композиттік термиялық қорғаныс құрылымдары жан-жақты өндіріс нұсқаларын ұсынады: оларды тікелей белгілі бір термиялық қорғаныс орнына тез қалыптастыруға болады немесе алдын ала дайындалған композиттік термиялық қорғаныс жеңдерін пайдаланып орнына жабыстыруға болады, осылайша тиімді және ыңғайлы дайындау процесінің айқын артықшылықтарын ұсынады. Қазіргі уақытта фенолдық шыны талшықты композиттер құрылымдық тұрақтылық, жоғары температураға төзімділік, жоғары көмір шығымы, төмен абляция жылдамдығы, жоғары механикалық беріктік және тамаша соққыға төзімділік сияқты көптеген артықшылықтарына байланысты термиялық қорғаныс құрылымдарында кеңінен қолданылады.

Фенолдық шыны талшықты композиттераэроғарыш саласында кеңінен қолдану үшін айтарлықтай әлеуетке ие. Олардың термиялық қорғаныс механизмі жылу өткізгіштіктің тежелуі, эндотермиялық пиролиз, көмір қабатымен қамтамасыз етілетін жылу оқшаулауы және құрылымдық тірек сияқты бірнеше қорғаныс процестерінің синергетикалық өзара әрекеттесуін қамтиды. Бұл мақалада негізінен жылу өткізгіштіктің тежелуі, эндотермиялық пиролиз және көмір қабатымен қамтамасыз етілетін жылу оқшаулауы тұрғысынан термиялық қорғаныс механизмі талданады.

1. Жылу өткізгіштіктің тежелуі

Фенолдық шыны талшықты композиттердің ішінде фенолдық шайыр матрицасының өзі төмен жылу өткізгіштікке ие, бұл сыртқы жылудың өткізілуін айтарлықтай баяулатады. Композиттік материал ұшу кезінде кездесетін жоғары температуралы ортаға ұшыраған кезде, жылу бастапқыда сыртқы бетінен ішке қарай таралады. Дегенмен, фенолдық шайыр матрицасына тән макромолекулалық тізбек құрылымы жылу өткізгіштік жолдарын бітеп тастайды, осылайша жылу беру жылдамдығының айтарлықтай төмендеуіне әкеледі. Сонымен қатар, композиттің ішінде шыны талшықтардың болуы ішкі жылу өткізгіштік жолдарын одан әрі өзгертеді. Сонымен қатар, шыны талшықтар мен фенолдық шайыр арасындағы шекара жоғары жылу кедергісін көрсетеді; нәтижесінде жылу осы шекарадан өткен кезде қосымша кедергіге тап болады, бұл жылу өткізгіштік процесін одан әрі тежейді және композиттік материалдың ішіндегі температураның көтерілу жылдамдығын тиімді түрде төмендетеді.

2. Эндотермиялық пиролиз

Жоғары температуралы сыртқы ортаға ұшыраған кезде фенолдық шайыр үздіксіз пиролиз реакцияларынан өтеді. Бұл пиролиз процесі эндотермиялық реакция болып табылады: жылу энергиясын сіңірген кезде фенолдық шайыр молекулаларындағы химиялық байланыстар үзіліп, материалдың ұсақ молекулалы газдар мен көміртекті қалдықтарға ыдырауына әкеледі. Бұл процесс сыртқы ортадан композиттің бетіне берілетін жылу энергиясын тиімді тұтынады, осылайша композиттік материалдың беткі температурасын бір уақытта төмендетеді. 3. Көмір қабаты арқылы жылу оқшаулау

Пиролиз реакциясы жүріп жатқанда, бетінде біртіндеп көмір қабаты пайда боладыфенолдық шайырлы композитБұл көмір қабаты кеуекті құрылымға ие, оның тесіктері өте төмен жылу өткізгіштік көрсететін газдармен толтырылған; бұл қасиет композиттің жылу оқшаулау мүмкіндіктерін одан әрі арттырады. Сонымен қатар, көмір қабаты белгілі бір аэродинамикалық қысымдар мен механикалық жүктемелерге төтеп бере алатын қатты беттік құрылымды ұсынады, осылайша астындағы күймеген материалды жоғары температуралы газ ағындарының ысқылау және эрозия әсерінен қорғайды. Композит бетінде пайда болған көмір қабаты тек оқшаулағыш функцияны ғана атқармайды, сонымен қатар белгілі бір дәрежеде композиттегі масса жоғалуын азайтады, осылайша жылу қорғау құрылымының қызмет ету мерзімін ұзартады.