徐义华，胡春波，曾卓雄，杨玉新

(1南昌航空大学飞行器工程学院，南昌 330063;2西北工业大学固体火箭发动机燃烧、热结构与内流场国防科技重点实验室，西安 710072;3西安航天动力技术研究所，西安 710025)

0 引言

三元乙丙(EPDM)绝热材料是以三元乙丙橡胶为基体，掺入短切纤维和SiO2以及硫化剂、阻燃剂等，调匀后压制固化而形成的一种弹性热防护材料。由于EPDM绝热材料具有优越的性能[1－2]，已被广泛的应用于固体火箭发动机的燃烧室防热结构[3－4]。固体火箭发动机广泛采用含铝复合推进剂，燃烧产物中含有大量的凝相粒子使得绝热材料烧蚀环境恶化，绝热材料在高温的燃气和粒子流的作用下，造成绝热材料的烧蚀因素主要包括热化学烧蚀、气流剥蚀和粒子侵蚀三个方面。EPDM内绝热层在高温高压的燃气环境中分解、炭化，形成炭化层、热解层和原始材料基体层。从烧蚀物理过程来看，热化学烧蚀和燃气流的剪切及粒子撞击侵蚀的机械剥蚀是相互耦合的，在绝热材料烧蚀的三层模型中，基体层和热解层不直接和造成材料烧蚀的三种条件发生作用，炭化层是绝热材料烧蚀过程中物理—化学—力学相互耦合作用的桥梁和纽带，那么在建立绝热材料烧蚀预示模型时，炭化层的表征是首要考虑因素。虽然有较多的文献[5－12]研究了炭化层对绝热材料烧蚀性能的影响，但未能描述炭化层结构表征形式。文献[13]建立了基于炭化层孔隙结构的热化学烧蚀模型，对炭化层……