硅改性酚醛/碳纤维复合材料的制备及烧蚀性能

TB332; 针对酚醛树脂(RF)耐热性不足、抗烧蚀性能差,且 SiO2 粒子与酚醛树脂相容性的问题,采用共凝胶法制备纳米级的 SiO2/RF杂化气凝胶,通过构建凝胶网络互穿结构,增加两相相容性,探究 SiO2/RF杂化气凝胶的微观结构、化学结构和热物理性能.制备得到硅改性酚醛/碳纤维复合材料,并对改性前后复合材料的烧蚀性能进行比较.结果表明,不同硅含量的杂化气凝胶具有凝胶骨架和孔隙双连续的结构特性,密度分别在 0.145～0.160 g/cm3 之间.随着硅含量提高,杂化气凝胶残留率增加,Si—O键吸收振动峰更明显,但 XRD 无衍射峰.综合考虑孔径分布及热物理性能,选取性能最优的杂化气凝胶...

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Published in材料工程 Vol. 51; no. 6; pp. 150 - 158
Main Authors 潘栩, 祝诗洋, 钟业盛, 李明伟, 史丽萍, 赫晓东
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 苏州大学 材料与化学化工学部,江苏 苏州 215123%哈尔滨工业大学 特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨 150000 01.06.2023
Subjects
烧蚀性能
共凝胶法
SiO2/RF凝胶网络互穿结构
硅改性酚醛/碳纤维复合材料
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ISSN1001-4381
DOI10.11868/j.issn.1001-4381.2021.000954

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Summary:TB332; 针对酚醛树脂(RF)耐热性不足、抗烧蚀性能差,且 SiO2 粒子与酚醛树脂相容性的问题,采用共凝胶法制备纳米级的 SiO2/RF杂化气凝胶,通过构建凝胶网络互穿结构,增加两相相容性,探究 SiO2/RF杂化气凝胶的微观结构、化学结构和热物理性能.制备得到硅改性酚醛/碳纤维复合材料,并对改性前后复合材料的烧蚀性能进行比较.结果表明,不同硅含量的杂化气凝胶具有凝胶骨架和孔隙双连续的结构特性,密度分别在 0.145～0.160 g/cm3 之间.随着硅含量提高,杂化气凝胶残留率增加,Si—O键吸收振动峰更明显,但 XRD 无衍射峰.综合考虑孔径分布及热物理性能,选取性能最优的杂化气凝胶制备硅改性酚醛/碳纤维复合材料,改性后复合材料的质量烧蚀率为 0.046 g/s,线烧蚀率为 0.074 mm/s.与未改性的复合材料相比,质量烧蚀率降低了 20.7%,线烧蚀率降低了 21.3%,改性后材料的抗氧化性和烧蚀后的残留率得到明显提升.
ISSN:1001-4381
DOI:10.11868/j.issn.1001-4381.2021.000954