硅改性酚醛/碳纤维复合材料的制备及烧蚀性能 - 潘栩; 祝诗洋; 钟业盛; 李明伟; 史丽萍; 赫晓东 (材料工程, 2023)
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.