苏君明, 周绍建, 薛宁娟, 肖 春, 孙建涛, 李瑞珍, 崔 红

(1. 西安航天复合材料研究所, 陕西 西安 710025；2. 西安超码科技有限公司, 陕西 西安 710025)

1 前言

炭/炭(C/C)复合材料传承了石墨材料质量轻、耐高温、良好的高温力学性能，耐烧蚀、抗粒子冲蚀等本色，又发挥了纤维增强复合材料的性能可设计性、优异的力学性能及损伤容限高，抗热冲击性好等优势，兼顾了热结构与功能材料的双重特色。C/C复合材料是现役战略导弹固体火箭发动机(简称SRM)和航天运载火箭SRM喉衬的首选材料，也是高性能战术导弹SRM喉衬的通用材料[1-3]。

喉衬是SRM中工作条件最严酷的部件，控制燃气流量和燃烧室压强，维持推进剂正常燃烧，实现发动机的内弹道参数。为此，喉衬内径尺寸的扩大和型面不规整性将影响燃烧室压强和喷管效率，其材料一直是喷管材料的核心技术，也是SRM配套的关键技术之一[4]。

烧蚀率是喉衬材料热结构设计的重要依据，也是喉衬材料诸功能因素考核中仅次于抗热震性能占第二位的重要指标。喉衬的烧蚀率是一个非常复杂的过程，包括推进剂燃气特性和燃烧室压强等热环境因素，以及材料本体特性等多因素交互作用的综合结果。而二相流烧蚀机制又包含了热化学烧蚀、机械剥蚀和粒子冲蚀等因素的交互作用。鉴于喉衬烧蚀率的重要性和复杂性，国内外学者对C/C复合材料本体特性与烧蚀率的关系研究和SRM喉衬烧蚀率实验方法的实用性研究文献较多[5-8]，而喷管热环境对碳基材料喉衬烧蚀率的影响未见系统明晰的阐述。……