.测试分析·
柔性隔热材料拉伸断裂模式分析
张宏波
陈海坤
孙陈诚王钦
周洁洁
（航天材料及工艺研究所，先进功能复合材料技术重点实验室，北京100076）
文摘以三种不同陶瓷纤维缝线制而得的柔性隔热材料为研究对象，比较了上述材料在300、600和 900℃热处理30min后拉伸强度的变化。通过对材料断裂模式的分析，提出纤维表面处理剂的挥发和非晶质纤维的晶型转变，是导致柔性隔热材料高温拉伸强度降低的主要原固。
关键词柔性隔热材料，拉伸强度，断裂模式
Fracture Mechanism of Flexible Insulation at HighTemperature
ChenHaikun
Sun Chencheng
ZhouJiejie
ZhangHongbo
WangQin
( National Key Laboratory of Advanced Functional Composite Materials, Aerospace Research Institute of
Materials & Processing Technology, Beijing100076)
AbstractThree flexible insulations made from different ceramic fibers were treated at 300°℃, 600°C and 900°C for 30 min in atmosphere, respectively. Tensile strength was studied with a different variation of the heat treatment temperature and fiber surface was observed by SEM. By analyzing the fracture mechanism of the fiber, the main rea-son leading to the decrease of tensile strength at high temperature was suggested, which was the ablation of agent on fiber surface and the crystal transition of amorphous fiber.
Key wordsFlexible insulation, Tensile strength, Fracture mechanism
0引言
航天飞行器热防护系统的结构设计与材料性能一直受到广泛关注。航天飞机要求多次重复使用（美国和前苏联是设计使用100次），所以对热防护材料的安全可靠性和耐高温性要求很高。航天飞机外表面使用的隔热材料主要包括刚性和柔性隔热材料。其中，柔性隔热材料是一种棉被式防热结构，它与刚性陶瓷材料相比，没有明显的结构热匹配问题其制造工艺和安装拼接的复杂程度相对较小，能够制成较大尺寸的隔热结构直接胶粘在机体蒙皮上，并且具有质量轻、耐热震性好及价格便宜等优点，是航天飞机等飞行器理想的大面积防热结构]
美国航关飞机上使用的柔性隔热材料从1971年
开始研制，经过了多个发展阶段。第二代大面积使用的柔性隔热材料是目前使用较多的隔热材料，其主要成分是石英纤维，最高使用温度为750℃。这种隔热
收稿日期：2013-0724
材料是把氧化硅纤维棉夹在编织的氧化硅（石英）布中，用氧化硅纤维缝线缝制在一起并使之增强。国内从20世纪80年代开始研制柔性隔热材料，其中航天材料及工艺研究所研制的柔性隔热材料性能已与国外同类材料的性能相当。
柔性隔热材料厚度方向的拉伸强度是该材料的薄弱环节，也是应用过程中普遍关心的一项技术指标。特别是柔性隔热材料高温下的强度变化对其应用和性能优化具有重要的指导意义。本文对不同陶瓷纤维缝线缝制的柔性隔热材料做了拉伸强度测试，分析并揭示了柔性隔热材料高温拉伸强度的变化规律和断裂模式，为提高隔热材料的高温拉伸强度提供
了理论依据。 1实验
材料制备
1.1
采用缝合工艺缝制柔性隔热材料，陶瓷纤维棉和
作者简介：张宏波，1978年出生，硕士，工程师，主要从事隔热材料的研究。E-mailzpeeder@126.con
宇航材料工艺http://www.yhclgy.com2013年第5期万方数据
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