论文部分内容阅读
随着航空航天技术的迅猛发展以及现代国防事业的需要,航空航天飞行器的飞行马赫数不断提高,对于天线罩所用材料的性能也提出了越来越高的要求。作为复合材料基体的有机硅树脂具有独特的“半无机半有机”结构,决定了它具有良好的热稳定性、介电性和生理惰性,受到国内外诸多研究者的青睐,硅树脂是一种极具吸引力和潜力的复合材料用树脂基体。本文采用向甲基硅树脂中引入不同量正硅酸乙酯(ethyl silicatetetraethyl orthosilicate简称TEOS)来提高其耐热性能,采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯作为无机相,甲基三甲氧基硅烷为有机相,通过水解-共缩聚反应来制备有机无机杂化硅树脂,对凝胶特性进行考察,采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和固体硅核磁(29Si-NMR)、X射线光电子能谱(XPS)分析等方法对甲基硅树脂和TEOS改性硅树脂室温及高温时的结构变化进行表征,采用热失重(TG)、X射线光电子能谱(XPS)分析等手段对甲基硅树脂和TEOS改性甲基硅树脂高温下的热稳定性和热降解机理进行了研究。结果表明,TEOS的引入提高了甲基硅树脂的热分解温度,减少了甲基硅树脂的热失重,有效抑制了甲基硅树脂的热氧化和热降解。使甲基硅树脂耐热性和耐热氧化稳定性增强。采用Ozawa方法研究了TEOS的引入对于甲基硅树脂热分解反应动力学的影响,结果显示,TEOS改性甲基硅树脂的热分解活化能高于纯甲基硅树脂的热分解活化能。制备了甲基硅树脂和TEOS改性甲基硅树脂/石英纤维复合材料,对室温和高温处理过试样进行了弯曲强度、层间剪切强度、复丝拉伸强度等力学性能测试,结果显示,高温条件下TEOS改性甲基硅树脂/石英纤维复合材料力学性能高于纯甲基硅树脂/石英纤维复合材料。通过单丝拔出实验和扫描电子显微镜(SEM)对甲基硅树脂和不同量TEOS改性甲基硅树脂/石英纤维复合材料高低温弯曲断口形貌进行比较。研究了TEOS用量对于复合材料界面性能的影响。