玄武岩纤维/氨酚醛树脂防热材料的性能刘毅佳：
胡涛滕会平杨斌戴小军（西安航天复合材料研究所，西安710025）
文摘针对目前固体发动机喷管防热材料的发展现状，制务了玄武岩纤维/氨酚醛树脂复合材料，测试其力学、热以及烧蚀性能，对测试后试样表面进行微观结构分析。结果表明，复合材料的密度<1.75/cm"，轴向压缩强度可达335MPa，轴向和径向热导率为(0.3~0.4)W/(m·K)，满足设计要求。
关键词玄武岩纤维，树脂基防热材料，性能，微观结构
中图分类号：TQ342
DOI;10.3969/j. issn. 10072330.2014.03.011
Properties of Basalt FiberReinforced Thermal Protection Materials
LIUYijia
TENG Huiping
HUTao
YANGBin
DAI Xiaojun
(Xi' an Aerospace Composites Research Institute,Xian710025)
AbstractAimed at thedevelopment status of solid rocket motor nozzle thermal protectionmaterials,basalt fiber was used to produce phenolic resin composites. Mechanical property, thermal property and ablative property were test-ed. The micro-morphology of specimens after test are investigated by SEM. The results show that the density is less than 1.75 g/cm,the max compress strength in axial direction is up to 335 MPa, the thermal conductivity in axial direction and radial direction is (0. 3 to 0. 4) W/(m-K). The requirements of nozzle thermal protection materials are satisfied.
Key wordsBasalt fiber,Thermal protection materials,Property,Micro-morphology
引言 0
石棉/酚醛是目前固体火箭发动机喷管常用的防热材料，但目前许多国家已全面禁止使用这种危险物质。而一种新型高性能无机纤维一—玄武岩纤维被发现具有制备防热材料的巨大潜力"]。玄武岩纤维和其他纤维主要性能的对比见表1。且玄武岩纤维属于“绿色生态材料"[2]，因此引起了航空、航天领域材料专家的普遍关注。
表1玄武岩纤维和其他纤维的性能对比
Tab.1 Comperison of properties between basalt fiber
and other fibers
纤维密度/ 类型g*em~3
2.73 玄纤
E玻纤2.54
拉伸强度/GPa 3~4.84 3.1~3.8
S玻纤2.564.02~4.65
碳纤
1.78 1.45
芳纤
3.5~3.60 2.9 ~5.0
弹性模量/GPa 79.3 ~93.1 72.5 ~ 75.5 83 ~86 230 ~600 70 ~140
断裂伸长率/% 3.1 4.7 5.3 1.5~2.0 2.8~3.6
最高工作温度/℃ 650 380 300 500 250
由于玄武岩短切纤维具有良好的性价比，特别适收稿目期：2014-04-04
于与树脂基体复合用增强材料(3)。本文采用玄武岩短切纤维作为增强材料，制备氨酚醛树脂基复合材料，测试了其力学、热以及烧蚀性能，并对测试后的试
样进行了微观分析。 1实验
1.1原材料
玄武岩纤维（CBF）：单纤直径13μm、15μm，分别标记为CBF13和CBF15，长度为（20±5）mm，浙江石金玄武岩纤维有限公司提供；氨酚醛树脂：西安利
澳科技股份有限公司生产。 1.2工艺过程
玄武岩纤维→浸胶—→晾置—→+装模——→+固
化+脱模→机加。 1.3性能测试
密度测试按GB1463—88执行；压缩强度性能测试按GB/T14482005执行；热常数测试按Q/ GB228—2008执行；微观结构分析采用日本生产的 JSM-6460LV型扫描电子显微镜。
作者简介：刘毅佳，1972年出生，高级工程师，主要从事树脂基复合材料研究工作。E-mail：lliuyijia@163.con
— 46 万方数据
宇航材料工艺http://www.yhelgy.com2014年第3期