一种耐烧蚀隔热一体化复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐烧蚀隔热一体化复合材料及其制备方法。该复合材料两端分别为耐烧蚀段和隔热段，中间为过渡段；所述耐烧蚀段由超高温陶瓷基体与高增密碳纤维编织体复合而成；所述隔热段由复合磷酸盐基体与石英纤维编织体复合而成；所述过渡段由超高温陶瓷和复合磷酸盐复合基体与低密度碳纤维编织体复合而成。该复合材料具有梯度密度结构，形成了防热、隔热的有机整体，具有更可靠的机械稳定性及安全性，同时兼具优异的耐热、隔热及承载性能，且制备方法简单，成本低廉，适合工业规模化生产。适合工业规模化生产。适合工业规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种耐烧蚀隔热一体化复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种陶瓷磷酸盐复合材料，尤其涉及一种耐烧蚀隔热一体化复合材料，还涉及其制备方法，属于航空航天材料


技术介绍

[0002]随着现代航空航天技术的发展，飞行器耐热结构部件表面的服役温度随之提高，对热防护材料的要求也逐渐苛刻。当航空航天飞行器以高于声速的超高速度(＞10km/s)飞行穿越大气层返回地球时，其外表面会与空气剧烈摩擦，导致飞行器表面绕流气体的温度急剧升高。同时由于热流和激波辐射的存在，飞行器表面往往会经受几千摄氏度的高温才能完成飞行任务。这些高温气体效应的存在使得飞行器的服役环境极其复杂。热防护材料是促使航天飞行器顺利完成任务的基本保障。
[0003]超高温陶瓷如ZrC、HfC、SiC等改性C/C复合材料被广泛应用于航天飞行器尖端部位，文献（“Ablation properties of C/C
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UHTCs and their preparation by reactive infiltration of K2MeF
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐烧蚀隔热一体化复合材料，其特征在于：两端分别为耐烧蚀段和隔热段，中间为过渡段；所述耐烧蚀段由超高温陶瓷基体与高增密碳纤维编织体复合而成；所述隔热段由复合磷酸盐基体与石英纤维编织体复合而成；所述过渡段由超高温陶瓷和复合磷酸盐复合基体与低密度碳纤维编织体复合而成。2.根据权利要求1所述的一种耐烧蚀隔热一体化复合材料，其特征在于：所述耐烧蚀隔热一体化复合材料的质量体积密度从耐烧蚀段至隔热段方向梯度递减。3.根据权利要求1或2所述的一种耐烧蚀隔热一体化复合材料，其特征在于：所述耐烧蚀段的密度为2.0~2.8g/cm3；所述过渡段的密度为1.2~2.0 g/cm3；所述隔热段的密度为0.8~1.2g/cm3。4.根据权利要求1或2所述的一种耐烧蚀隔热一体化复合材料，其特征在于：所述耐烧蚀段的厚度为5~8mm；所述过渡段的厚度为2~3mm；所述隔热段的厚度为5~8mm。5.根据权利要求1所述的一种耐烧蚀隔热一体化复合材料，其特征在于：所述耐烧蚀隔热一体化复合材料中超高温陶瓷基体的质量占比从耐烧蚀段至隔热段方向梯度变小；所述超高温陶瓷基体在耐烧蚀段中的质量占比最高为70wt%，在隔热段中质量占比为0wt%；所述耐烧蚀隔热一体化复合材料中复合磷酸盐基体的质量占比从隔热段至耐烧蚀段方向梯度变小；所述隔热段中复合磷酸盐基体在隔热段中的质量占比最高为30wt%，在耐烧蚀段中质量占比为0wt%；所述复合磷酸盐基体中包含空心微球。6.权利要求1~5中任何一项所述的一种耐烧蚀隔热一体化复合材料的制备方法，其特征在于：将碳纤维预制体经过增密处理得到密度大...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙威，湛紫章，熊翔，张红波，张帅帅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：