梁　馨，谭朝元，罗丽娟，方　洲，郭鸿俊

(航天材料及工艺研究所，北京 100076)



低密度防热材料烧蚀性能研究

梁馨，谭朝元，罗丽娟，方洲，郭鸿俊

(航天材料及工艺研究所，北京 100076)

摘要:对两种蜂窝增强低密度烧蚀防热材料和一种中密度烧蚀结构材料力学性能及隔热性能进行了测试，同时通过电弧风洞对三种烧蚀防热材料的烧蚀性能进行了研究。结果表明，在一定的热流状态下，蜂窝增强低密度防热材料未出现烧蚀后退，而是轻微膨胀，且材料密度对其烧蚀形貌及碳层厚度均有一定影响；不同防热材料在烧蚀过程中存在热量传递与重新分布，从而减缓防热性能较差材料的烧蚀程度，提高两种材料的烧蚀匹配性能。隔热性能好的材料碳层厚度小，但隔热性能与碳层厚度无线性关系。

关键词:防热材料；烧蚀；隔热性能；碳层

1引言

蜂窝增强低密度烧蚀材料是由蜂窝及其内填充的多组分材料组成，是密度≤1.0 g/cm3的一类烧蚀防热材料，该类材料广泛应用于航天领域，特别是应用于工作在高焓、中低热流密度和较长时间烧蚀环境下的航天器(例如星际探测器和返回式航天器等)，具有不可替代的重要作用。国外的双子座号[1]、阿波罗号[2-3]以及MER[4]、MPF[5-6]等火星探测器都是采用了蜂窝增强低密度烧蚀防热材料，美国在研的飞船猎户座返回舱在经历了众多材料筛选后，最终采用蜂窝增强低密度防热材料[7]，我国神舟飞船返回舱热防护结构也是采用蜂窝增强低密度烧蚀材料[8]。……