固體火箭發動機粘接界面濕熱老化與壽命評估①

張曉軍，常新龍，陳順祥，范世鋒

(1.第二炮兵工程大學，西安 710025;2.中國人民解放軍海軍駐西安地區代表局，西安 710027)

0 引言

固體火箭發動機粘接界面是由發動機殼體、絕熱層、襯層料漿和推進劑藥漿料等經各種表面處理、粘貼涂敷和固化、半固化工藝而形成的由殼體-絕熱層、絕熱層-襯層、襯層-推進劑3種界面組合而成的多層粘接結構。粘接失效是固體火箭發動機最常見的失效模式之一，據統計國外失敗的固體發動機中近1/3是由界面脫粘造成的［1］。因此，粘接界面的貯存老化性能引起工程界和學術界的廣泛關注，宋先［2］對發動機粘接界面進行了高溫加速老化試驗，測試了老化后粘接界面的扯離強度，并利用阿倫尼烏茲方程預測了發動機使用壽命。付東升［3］通過模擬實際生產過程的環境濕度，研究了丁羥推進劑藥柱各界面的聯合粘接強度變化狀況。李曉光［4］采用微型拉伸試驗方法，對丁羥推進劑/襯層粘接界面進行了性能測試。吳豐軍等［5－6］運用XPS分析手段表征了NEPE推進劑/襯層粘接界面的化學組成和老化歷程，研究了粘接界面細觀力學性能、結構與破壞方式的差異及內在關聯。以上老化研究都是針對單一環境應力開展的，實際使用中，粘接結構往往處于復雜的濕、熱等環境條件。較高的溫度會使襯層和推進劑體系發生后固化，加速橡膠絕熱層的氧化分解，降低其內聚強度，同時也會加快界面處組分的遷移。濕度對發動機粘接界面主要有兩方面影響［7］，即促進聚合物水解及促進弱邊界層形成。……