【摘 要】
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空天飞行器在高速升空或返回地面的过程中,面临着恶劣的气动加热环境,为保护飞行器的安全服役,必须在飞行器表面加装热防护系统。柔性隔热毡作为常用的隔热材料之一,因其优异的柔性被广泛应用于飞行器的背风面,但是柔性隔热毡的表面发射率较低,且在高温情况下纤维易发生析晶失效,其隔热耐温性能仍有待提高。本文以中性硅溶胶为粘结剂,SiC和ZrO2为发射剂,通过喷涂法在柔性硅酸铝纤维布表面成功制备了双组分SiC-Z
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空天飞行器在高速升空或返回地面的过程中,面临着恶劣的气动加热环境,为保护飞行器的安全服役,必须在飞行器表面加装热防护系统。柔性隔热毡作为常用的隔热材料之一,因其优异的柔性被广泛应用于飞行器的背风面,但是柔性隔热毡的表面发射率较低,且在高温情况下纤维易发生析晶失效,其隔热耐温性能仍有待提高。本文以中性硅溶胶为粘结剂,SiC和ZrO2为发射剂,通过喷涂法在柔性硅酸铝纤维布表面成功制备了双组分SiC-ZrO2高发射率涂层。室温情况下,涂层与基体间的界面结合状态良好,不易脱落。随着温度的升高,涂层发生局部烧结,液相量增加,纤维包裹在涂层之间,增强了应力传递,硅酸铝纤维布高温拉伸强度得到提高。当发射剂质量比SiC:ZrO2=3:1时,双组分SiC-ZrO2涂层在3-14μm波长范围内的平均光谱发射率为0.93,最高发射率可达0.97,隔热性能良好。随后我们通过两步喷涂法在硅酸铝纤维布表面制备了双层SiC-ZrO2涂层。对硅酸铝纤维裸布、涂覆有单层ZrO2涂层的硅酸铝纤维布和涂覆有双层SiC-ZrO2涂层的硅酸铝纤维布的拉伸强度和界面结合强度进行了比较研究。涂覆有双层SiC-ZrO2涂层的硅酸铝纤维布经1100°C高温热处理后仍具有75 MPa的高拉伸强度,涂层/基体间、涂层/涂层间的界面剪切结合强度分别为0.08 MPa和0.18 MPa。双层SiC-ZrO2涂层在3-14μm波长范围内的平均光谱发射率为0.88,最高光谱发射率为0.93,约为纤维裸布的1.6倍,且高温情况下涂层柔韧性良好。
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