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石英纤维柔性缝合隔热材料的制备及其隔热性能

2021-11-10毛丽贺尹春晖焦亚男秦少奇

天津工业大学学报 2021年5期

毛丽贺,尹春晖,焦亚男,秦少奇

(1.天津工业大学 纺织科学与工程学院,天津 300387;2.天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室,天津 300387)

高超声速飞行器在极端环境下能够安全工作是因为有热防护材料的保护。夹芯隔热材料是一种形似棉被的热防护结构,具有质轻、成本低以及安装方便的优点,主要放置于承载力较小的区域。最早得到应用的陶瓷纤维隔热毡(flexible resulable surface insu-lation,FRSI)是将石英纤维毡包在纤维布中,由石英纤维缝线缝合而成,可在低于815℃的环境下工作[1-7]。自20世纪末开始,全厚度缝合技术在纤维增强复合材料领域的应用日益增多。缝合预制件与三维编织具有一定差异,它不是一次性编织成为一个整体,而是将传统的织物多层铺叠,然后在Z向引入缝线,将各层织物缝合紧密,可以有效地改善复合材料的层间强度和断裂韧性[8-12]。缝合技术可设计性强,操作简单,制作成本低。缝合工艺参数主要包括针距、行距、缝合方向、缝线纤维种类等[13-16],其中,针距和行距至关重要。张宏波等[17-18]通过正交试验的方法分析了缝合工艺中各种因素对制品厚度方向膨胀率的影响,结果表明试样厚度和缝线间距是影响厚度膨胀率的主要因素。孙现凯等[19]使用碳纤维绳将间隔放置的氧化铝纤维纸与石墨纸缝合为一个整体,利用单面氧乙炔烧蚀法对试样进行隔热性能测试,结果表明缝合工艺抑制了分层损伤,有效减缓了层间开裂,保证了材料整体结构的完整性。……

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