曲家惠
,
魏岩峻
,
卢凤生
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郭策安
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.04.013
固体火箭发动机喷管在工作过程中其内部要承受高温、高压以及高速燃气所携带的固体颗粒冲刷,这些因素会引起喷管内部的烧蚀,进而直接影响其弹道性能,因此喷管喉衬材料的烧蚀性能是固体火箭发动机研究的主要方向之一.金属钼具有抗烧蚀、力学性能好等一系列优良的性能,同时钼喉衬的制备工艺简单,是低温推进剂难熔金属喉衬的首选材料.采用小型固体火箭发动机静态实验台研究钼喉衬在双钴1-a推进剂下沿轴向方向上的平均线烧蚀率,利用扫描电镜(SEM)及其所配置的能谱(EDX)分析钼喉衬的烧蚀特征及其机制.结果表明:在双钴1-a推进剂下钼喉衬烧蚀程度沿轴向方向不断变化,喉衬各部位烧蚀形貌存在明显差别.在收敛段末段区域及整个喉部区域烧蚀最为严重,其主要为热化学烧蚀和粒子剧烈冲蚀,平均最大线烧蚀率为0.1475mm·s-1;收敛段大部分主要为热化学烧蚀和粒子轻微冲蚀;扩散段主要为热化学烧蚀.钼喉衬5 s后的平均烧蚀量约为喉径面积的4.92％,未超过喉径面积的5％,可满足在试验工况下固体火箭发动机的工作要求.
关键词:
钼喉衬
,
固体火箭发动机
,
烧蚀率
,
烧蚀机制
吴皇
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易茂中
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周文艳
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庞伟林
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冉丽萍
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160422.001
为了提高炭/炭(C/C)复合材料的耐烧蚀性能,以孔隙率为38%的C/C复合材料为坯体,Zr-Cu混合粉末为熔渗剂,采用反应熔渗法制备了ZrC-Cu-C/C复合材料。通过氧-乙炔焰烧蚀实验,研究了熔渗剂成分对复合材料高温耐烧蚀性能的影响。利用 XRD、SEM和 EDS对烧蚀前后 ZrC-Cu-C/C 复合材料的相组成和微观结构进行了分析。结果表明：ZrC-Cu-C/C复合材料烧蚀前主要存在C、ZrC和Cu相,有微量Zr残余；烧蚀20 s后表面主要存在炭基体、ZrO2、CuO、Cu2 O及残余的ZrC和Cu。随熔渗剂中Zr含量增加,复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率均呈现先减小后增大的趋势,以60% Zr-Cu(质量分数)为熔渗剂制备的 ZrC-Cu-C/C复合材料的抗烧蚀性能最佳,其线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.0018 mm·s-1和0.0013 g·s-1。ZrC-Cu-C/C复合材料的烧蚀机制为以C的升华、ZrO2的熔化及Cu的蒸发和汽化为主的热物理烧蚀、ZrC和C氧化的热化学烧蚀以及高压热流冲刷引起的机械剥蚀的综合作用。
关键词:
锆铜混合粉末
,
反应熔渗法
,
ZrC-Cu-C/C复合材料
,
烧蚀性能
,
烧蚀机制
