【环氧板】材料具备的特点

【环氧板】材料具备的特点

陶瓷基环氧板材料具有低密度、耐高温、高比强、高比模、抗氧化、抗蠕变、对裂纹不敏感、不发生灾难性损坏等特点,是一-种新型热结构材料，其应用覆盖了尖端军用和新兴民用等多个领域，成为1 650 C以下长寿命(数百至上千小时)、2000 C以下有限寿命(数十分钟至数小时)和2800C以下瞬时寿命(数十秒至数分钟)的热结构/功能材料。目前,连续纤维增韧碳化硅陶瓷基环氧板材料(CMC - SiC)技术最成熟、应用最广,可应用于高推重比航空发动机、高性能航天发动机、空天飞行器热防护系统、飞机/高速列车等刹车制动系统、核能电站燃气电站和深空探测器等领域。

航空发动机领域在航空发动机上，以SiC:/SiC 为主的CMC- SiC材料主要用于热端部件，如喷管、燃烧室、涡轮和叶片等,可提高工作温度的潜力350~500C,结构减重达30%~70%，成为发展高推重比航空发动机的关键热结构材料之。 CMC- SiC材料已在多种军用和民用型号 发动机的中等载荷静止件上演示验证成功，被验证的材料部件有燃烧室、涡轮外环和矢量喷管的调在航空发动机上，以sC/sC为主的CMC - sic材料主要用于热端部件.如喷管、微品室、涡轮和叶片等,可提高工作温度的潜力350~500C，结构减重达30%~70%，发动机推重比航空发动机的关键热结构材料之一。CMC - siC材料已在多种军用和民用的中等载荷静止件上演示验证成功，被验证的材料部件有燃烧室、涡轮外环和矢直航空发动机的技术需求对陶瓷基环氧板材料的发展起着决定性作用。欧洲动年代(SEP)、法国Bordeaux大学、德国Karslure大学、美国橡树岭国家实验室早在20

便率先开展了C/SiC环氧板材料的研究工作。用C/SiC环氧板材料制作的喷嘴已用于幻影Snecma公战斗机的M55发动机和狂风战斗机的M88航空发动机上。20 世纪90年代法国R刑发动机的喷司研发出CERASEP系列的SiC/SiC环氧板材料,并将该材料成功应用于M-88管调节片上.这标志着sic/siC环氧板材料在航空方面的应用已经开始,升级版的燃烧室衬套等发动机组件的制备和应用已经完成。2015年,GE航空公司通过F414涡扇发动机验证机的旋转低压涡轮叶片成功试验了世界上首个非静子组件的轻质陶瓷基环氧板材料部件，同时在GEnx发动机地面试验中对陶瓷基环氧板材料制成的燃烧室和高压涡轮部件进行测试，推进了这一技术的成熟。

我国对陶瓷基环氧板材料也提出了明确的需求,20余年来陶瓷基环氧板材料在我国也取得了快速发展，其中西北工业大学、国防科技大学、中国科学院沈阳金属研究所和航天科技集团公司第四研究院第四十三所等单位都开展了相关研究。其中,西北工业大学超高温结构环氧板材料重点实验室经过近20年的努力，在研究与应用方面已跻身于国际先进行列，部分产品已定型使用，包括密封片调节片组件、内锥体、火焰筒、涡轮外环、导向叶片和涡轮转子等。图4-15所示为西北工业大学研制的火焰简和导向叶片的构件照片。

在航天发动机领域,高比冲液体火箭发动机主要使用C/SiC推力室和喷管。它们可显著减重,提高推力室压力和寿命，同时减少再生冷却剂量，实现轨道动能拦截系统的小型化和轻量化。固体火箭发动机主要使用C/SiC作为气流通道的喉栓和喉阀,解决可控固体轨控发动机喉道零烧蚀的难题,提

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