【技术实现步骤摘要】
一种轻质、低烧蚀喷管扩张段及其制备方法
[0001]本专利技术涉及固体火箭发动机喷管领域,具体涉及一种轻质、低烧蚀喷管扩张段及其制备方法。
技术介绍
[0002]目前国内定型批生产的固体火箭发动机喷管扩张段材料多为碳布/高硅氧布增强酚醛树脂复合缠绕制品。碳布/高硅氧布增强酚醛树脂复合缠绕扩张段在高温高压强工作环境下烧蚀量大,必须通过增大材料设计厚度以保证长时间冲刷过程中的抗烧蚀能力,导致扩张段往往消极质量偏大,不满足喷管减重指标要求。因此具备轻质、长时低烧蚀性能的扩张段成为了先进高性能喷管的必然选择。
[0003]现有的轻质、低烧蚀扩张段的技术方案主要有:专利CN111997781A中采用基于RTM工艺半固化表面的复合材料扩张段成型方法来制备出双层复合材料喷管扩张端段,其中内层为2.5D碳纤维织物增强树脂基复合材料烧蚀层,外层为高硅氧纤维布带缠绕成型隔热层。该扩张段制备方法中,由2.5D碳纤维预制体制备的烧蚀层,在高压强发动机工作过程中,经纬纱暴露在燃气中的燃面不同,会引起不同的抗烧蚀剥离能力,易造成类似于波浪形状的烧蚀形貌,烧蚀均匀性较差,而且该法涉及RTM工装设计、布带缠绕技术、热压罐加压固化等多种成型技术,成型过程还需要不同的工装配合,造成工艺较复杂,产品质量影响因素较多;专利CN106116623A针对现有的扩散段重量大、成本高等缺点,使用气相沉积法对碳纤维织物进行浸渍,之后裂解得到C/C坯料。将该坯料再置于聚碳硅烷的二甲苯溶液中浸渍,最后进行物理加压固化、高温裂解及机械加工的一系列操作,得到所需尺寸 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轻质、低烧蚀喷管扩张段的制备方法,其特征在于,包括:S1:扩张段小端的制备:将高残炭酚醛树脂、聚丙烯腈基短切碳纤维和溶剂按比例混合为预混料,预混料脱溶剂处理后,装入扩张段预制件固化工装内,经压机加热加压固化为预制件毛坯,预制件毛坯机加后即得到预制件;S2:扩张段大端的制备:在预制件外侧及扩张段大端部分采用碳布/网胎+针刺成型工艺进行复合式扩张段预制体的编织,制成后,浸渍酚醛树脂,然后在扩张段整体模压工装内,经压机加热加压固化为复合式扩张段制品,扩张段毛坯在后续的喷管生产中,局部机加,与喷管壳体装配到位即可。2.根据权利要求1所述的轻质、低烧蚀喷管扩张段的制备方法,其特征在于:所述S1中溶剂采用工业酒精,其中,高残炭酚醛树脂、聚丙烯腈基短切碳纤维和溶剂的质量比为1:1.4
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1.6:2.8
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3.2。3.根据权利要求1所述的轻质、低烧蚀喷管扩张段的制备方法,其特征在于:所述S1中预混料在70
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80℃脱溶剂,保持预混料中挥发份x含量为3.0%≤x≤5.5%。4.根据权利要求1所述的轻质、低烧蚀喷管扩张段的制备方法,其特征在于:所述S1中压机加热固化步骤为:在50
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60min内由室温升温至80
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90℃,保持120
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130min;然后在50
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60min内升温至100
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110℃,保持90
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100min;最后在140
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150min内升温至170
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180℃,保持150
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160min;压机加压固化步骤为:80
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90℃时加压1.0
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1.5MPa合模;100
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110℃时加压3.0
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3.5MPa;在100
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110℃下保温60
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70min时,放气1
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2min,加压6.0
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6.5MPa;100
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110℃下保温90
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100min时,放气1
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2min后加压10.0
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10.5MP...
【专利技术属性】
技术研发人员:冀明,王旭光,王峰,赵燕,樊璐,边国军,姚小虎,刘博,
申请(专利权)人:内蒙动力机械研究所,
类型:发明
国别省市:
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