背壁5-II材料高溫熱物理性能及微結(jié)構(gòu)特征

賈艷秋，魏坤龍，唐 敏，賈寅峰

(1.中國航天科技集團公司四院，西安 710025；2.中國航天科技集團公司四院四十一所，西安 710025；3.中國航天科技集團公司四院四十三所，西安 710025)

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背壁5-II材料高溫熱物理性能及微結(jié)構(gòu)特征

賈艷秋1，魏坤龍2，唐 敏2，賈寅峰3

(1.中國航天科技集團公司四院，西安 710025；2.中國航天科技集團公司四院四十一所，西安 710025；3.中國航天科技集團公司四院四十三所，西安 710025)

研究了背壁5-II材料的密度、失重率和孔隙率隨溫度的變化規(guī)律，測試了溫度對比定壓熱容、熱導(dǎo)率的影響，研究了不同溫度下和發(fā)動機長時間熱試車下5-II材料的微結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明，5-II材料密度隨溫度升高而降低，熱解后密度降至1.28 g/cm3，開孔率在30%左右；比定壓熱容隨溫度升高而增大，熱導(dǎo)率隨溫度緩慢降低；隨溫度升高，其微結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為孔隙的大量增加和貫通，密度和孔隙率可作為固體發(fā)動機背壁熱解失效的主要參量。

5-II材料；高溫熱物理特性；熱解；微結(jié)構(gòu)特征

0 引言

背壁是固體發(fā)動機噴管喉襯的防熱部件，主要起延緩喉襯溫度向外部傳遞，確保噴管殼體溫升在許用范圍內(nèi)。近年來，由于固體發(fā)動機工作壓強和時間的不斷增加，噴管喉襯的熱環(huán)境越來越惡劣，極易導(dǎo)致喉襯穿火失效。其中，背壁的熱解碳化被認為是穿火的主要原因。因此，研究背壁材料在高溫下的熱響應(yīng)和熱物理性征對于喉襯的熱結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要的意義[1-2]。

由于發(fā)動機長時間工作喉襯組件的溫度場較高，加劇了背壁材料在高溫下的熱解和碳化作用，而這些現(xiàn)象在短時間工作發(fā)動機中并不明顯，導(dǎo)致研究基礎(chǔ)很薄弱。……