热结构应用的石墨

作为弹道式再入飞行器鼻锥应用的材料必须经受住再入时的严重条件。两个重要的考虑因素是烧蚀质量损失和抵抗机械破坏的能力,这种破坏是由于再入加热时材料内产生陡峭的温度梯度而引起的。在考虑作为鼻锥应用的许多材料中(图1),石墨有最好的     

瀝青浸漬法制备三向增强的碳—碳复合材料的初步研究

一、引言石墨类材料具有优异的烧蚀性能,因此在研究高性能鼻锥材料时受到了很大的重视。但是块状石墨有一些缺点限制了它的应用,主要是:(1)机械强度不够高,(2)耐热震性较差,(3)不易做成所需尺寸的部件。用碳纤维来增强石墨,构成所谓“碳—碳复合材料”,是克服上述缺点的有效途径。制备碳—碳复合材料的工艺方法主要有     

国外头部防热材料研制动向和碳—碳材料研究近况

美国战略核武器“民兵—Ⅲ”拟用MK12A取代MK12,MK12A头部防热材料是碳—碳复合材料。美国海军“三叉戟”的机动弹头MK500,也很可能系采用碳—碳材料作为头部防热材料。美国陆军认为反弹道导弹鼻锥经受极为苛刻严历的条件,碳—碳材料是可能满足这些条件的唯一材料。从1958年发现碳—碳材料以来,它的研制和应用已经经历了三个阶段,取得了极大进展。第一代碳—碳材料系三向正交细编碳—碳材料,增强剂大多采用高模石墨纤维,纤维排列推荐2—2—1和2—2—3,复合工艺发展趋向是先用化学气相沉积,然后浸渍、碳化、石墨化,浸渍剂趋向于用沥青。三向正交细编碳—碳材料已经克服了过去碳—碳材料所存在的严重各向异性问题。与七十年代初期3DMod3相比,机械性能与烧蚀性能等都有了显著提高与改进。     

氧化对碳-碳复合材料杨氏模量、抗弯强度、断裂韧性和断裂功的影响

碳-碳复合材料是一种高级宇航材料,由于它具有卓越的烧蚀性能、力学性能和耐磨性能,而且重量轻、比重较小、热物理性能也较好,因此已经广泛地被用作战略核武器的再入防热材料,特别是州际导弹的鼻锥材料、火箭发动机的喷管喉衬材料,以及飞机的刹车片材     

碳-碳材料微观结构和断裂破坏的分析

前言碳—碳复合材料是一种新型材料,已经逐步应用于再入飞行器鼻锥、火箭发动机喉衬以及飞机的刹车片等,取得了很好的效果。为了进一步提高其性能,以满足更高级产品的要求,也为了保证其应用的可靠性,急需对它的断裂破坏机理和烧蚀机理等进行进一步的研究。近年来国内外很多研     

美国民兵Ⅲ-马克12A导弹再人碳-碳鼻锥研制情况

美国用于民兵Ⅲ-马克12A导弹再入鼻锥的三向碳-碳复合材料,经过多年试验研究与实弹飞行试验考核,据1980年报导已正式生产,投入使用。由阿夫柯公司负责组织生产配套,通用电气公司承担三向碳-碳复合材料的高压致密复合工艺。复合最后产品,交给阿夫柯公司加工、配套和组装。     

硅基材料烧蚀产物对再入体流场特性影响的数值计算

针对常规再入体低温烧蚀的硅基防热材料,考虑热解效应和硅碳反应,采用24个组分57个化学反应式的空气/烧蚀化学模型,初步建立了数值模拟再入过程非平衡流场的烧蚀计算模型,并对典型简化钝锥再入体的再入绕流流场和弹道靶试验模型绕流流场进行了数值计算,分析了再入体表面温度和流场烧蚀组分等参数变化规律以及硅基材料烧蚀效应对流场特性的影响。     

石墨的非线性变形模型及NDG石墨的某些常数

再入飞行器石墨头锥的设计必须进行精确的应力分析。应力分析的基础是准确地表征材料的特性。本文简要地介绍Jones-Nelson模型及其实用价值,说明这种非线性模型比线性模型更为准确。并介绍一种实验石墨(NDG)的应力-应变行为及非线性方程常数,据此,讨论了破坏准则的选择     

再入飞行器和模型转换雷诺数计算

本文采用近似的激波关系、球锥体压力分布、平衡气体状态方程、边界层厚度计算公式及转捩准则等,按照流管法计算了4种再入飞行器的外流转捩雷诺数和转捩距离,并给出了高硅氧、碳石英、碳碳球锥模型的转捩雷诺数范围,对再入飞行器和模型的计算结果作了分析和比较。     

再入鼻錐用石墨材料的研究动向

美苏两个超级大国为了推行其核垄断和核诈讹政策,在弹道式导弹上互相进行竞争,他们为了提高导弹的生存能力,而发展了多弹头、机动飞行等技术。弹头在再入过程中,严重变钝会增加阻力,降低再入特性;过度烧蚀会影响到飞行器的稳定性;端头不对称烧蚀会引起转向力矩而导致攻角增大等,这些情况对再入飞行器精确度和生存能力有决定性的影响,因此,弹头防热材料是他们研究的重点之一。毛主席教导我们:“知己知彼,才能百战百胜”。关于弹头材料方面苏修十分保密,因此本文的目的在于初步探讨美帝石墨材料在再入弹头上应用进入了什么状态?石墨的应用研究重点是什么?代表性石墨的特性及改进块石墨材料的途径如何?由于查阅文献有限,水平不高,错误之处请指正。     

不同基体形式对碳-碳复合材料烧蚀性能的影响

前言碳-碳复合材料由于内部有高强度碳纤维的骨架增强,使这种石墨材料在受到热冲击时能阻止裂缝的扩展,因此,作为防热材料应用的碳-碳复合材料,其烧蚀性能与基体形式有着非常密切的联系。美国超高温公司曾研究了纤维随机取向的碳毡、多股丝编织的三维结构以及平纹碳布,石墨布层状基体对复合材料性能的影响。指出,基体中孔隙     

高超声速弹道靶泰氟隆锥模型及弹托设计

模型及弹托设计是开展弹道靶试验研究的基础。对用于再入物理特性研究的泰氟隆锥模型，采用了钨、铝作芯体配重的鞘套结构，而弹托采用了四瓣不封底和八瓣全包覆两种结构并选用了聚碳酸酯和超韧尼龙两种材料。发射试验结果表明：用此方法设计的泰氟隆锥模型和选用超韧尼龙做成八瓣全包覆弹托能实现泰氟隆锥模型的超高速发射，模型的发射速度达到5．7km/s，且模型与弹托分离满足再入物理试验研究的要求。     

高超声速再入体烧蚀流场计算分析

从化学非平衡NS方程或其简化形式(粘性激波层方程、PNS方程)出发,求解高超声速再入体的绕流和底部尾流流场。首先讨论了碳基材料烧蚀壁面条件的确定方法,计算了包含和不包含碳-碳烧蚀产物的再入体半球的化学反应绕流流场,并和文献结果进行了对比。在此基础上,计算了两个高度条件下,包含和不包含碳-酚醛烧蚀产物的再入小钝锥的绕流和尾流流场,分析了烧蚀产物对流场电子数密度、温度等流动参数的影响。     

高温动态弹性模量测试方法

本文叙述了用悬挂共振的原理测试碳素材料高温弹性模量的动态测试方法,试样采用钨链悬挂、石墨炉加热并充氩气保护,最高测试温度为2600℃。文中对测试结果进行了误差分析,并将金属钨、石墨和三向编织碳-碳材料z、xy、45°三个取向试样的动态法测试数据与文献数据进行了比较,三向碳-碳材料的测试结果也与静态法测试数据进行了对比,结果较为一致。     

浸铅青铜的碳石墨材料简介

碳石墨材料具有耐高温、热膨胀系数低、有良好的耐腐蚀性、独特的自润滑性等特性。这些优良特性,使碳石墨材料被广泛地应用于化工、冶金、机械、航空、原子能等部门。碳石墨材料和金属相比,虽然有许多金属材料所不及的优异性能,但也有其严重弱点,例如机械强度低,易漏液漏气,这就大大地限制了碳石墨材料的应用范围。国内外碳石墨材料工业部门都致力于研究新工艺,以便利用碳石墨材料的优良性能,克服其弱点,改善性能,扩大应用范围。而浸渍金属的工艺就是达到此目的最有效的新工艺之一。     

C/C复合材料在再入模拟环境中烧蚀性能研究

为了研究轴棒法编织的高密度碳/碳(C/C复合材料在再入飞行时的烧蚀性能,采用热等离子体地面模拟再入烧蚀系统对C/C复合材料进行烧蚀试验。试验中分别采用氮气(N、氧气(O和空气作为工作气体,对比研究C/C复合材料在不同环境中的烧蚀率和烧蚀性能。结果表明,三种情况下试样的烧蚀率和微观形貌有很大差异;纯氧气时氧化反应的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.0423mm/s和0.0451g/s大于纯氮气时氮化反应的0.0314mm/s和0.0338g/s也大于空气成分时复合反应的0.0215mm/s和0.0208g/s在试样烧蚀的热影响区发生轻微开裂;三种工况下的烧蚀机理不同,分别是碳的升华、碳的氧化和碳氮反应的某种组合。     

碳-碳复合材料超低温性能的一些研究

前言 碳-碳复合材料主要用作防热烧蚀材料。七十年代美国已经成功地把碳-碳复合材料用作洲际导弹“民兵-Ⅲ”弹头MK12A的鼻锥材料。航天飞机等新的应用,要求碳-碳复合材料不仅作为防热烧蚀材料而且在超低温下工作,因此研究碳-碳复合材料超低温下一些性能是有现实意义的。 碳-碳复合材料的常温或高温性能,国内外都已经进行了许多研究工作,并取得了很     

改进碳-碳工艺结构对提高雨蚀性能的效果(译编)

碳-碳复合材料,已是当前公认最好的再入防热材料。碳-碳材料的工程应用,也已日趋成熟,已成功地用于美国民兵Ⅲ洲际导弹弹头。现在人们普遍关心的是:在存在粒子侵蚀的再入环境下,碳-碳材料是否仍能胜任?从改进碳-碳工艺结构着手,提高碳-碳材料的抗侵蚀性能到底有多大潜力?     

透射电子显微镜研究三种碳-碳复合材料的微观结构

前言 碳-碳复合材料是一种新型的防热烧蚀材料和耐磨材料,用于制造导弹鼻锥或喷管喉衬和飞机刹车片等部件。取决于实际使用的具体条件,对碳-碳复合材料的结构和性能将有不同的要求。采用不同的纤维和基体原料及不同的复合工艺,所得碳-碳复合材料将具有不同的结构和性能。本文着重总结我们利用日     

X射线衍射全谱拟合法测定碳/碳复合材料的点阵常数

利用X射线衍射仪,采用全谱拟含的方法,测定三种不同碳材料的点阵常数、石墨化度及微晶参数,测得三种碳材料(每个样品重复5次试验)六方晶系的a的标准偏差小于2.0×10~(-3),c的标准偏差小于1.4×10~(-3),石墨化度(g)的标准偏差小于1.5,微晶参数(L_(c002))的标准偏差小于0.5,是一种有效的测试碳材料晶体参数的方法.