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碳碳復合材料在高超飛行器中應(yīng)用

    碳/碳（C/C） 復合材料是一種新型高性能結(jié)構(gòu)、 功能復合材料， 具有高強度、高模量、 高斷裂韌性、 高導熱、 隔熱優(yōu)異和低密度等優(yōu)異特性， 在機械、 電子、化工、 冶金和核能等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用， 并且在航天、 航空和國防領(lǐng)域中的關(guān)鍵部件上大量應(yīng)用。 

   我國對 C/C 復合材料的研究和開發(fā)主要集中在航天、 航空等高技術(shù)領(lǐng)域， 較少涉足民用高性能、 低成本 C/C 復合材料的研究。導彈、 載人飛船、 航天飛機等 ,在再入環(huán)境時飛行器頭部受到強激波， 對頭部產(chǎn)生很大的壓力， 其最苛刻部位溫度可達 2760℃,所以必須選擇能夠承受再入環(huán)境苛刻條件的材料。 

   設(shè)計合理的鼻錐外形和選材， 能使實際流入飛行器的能量僅為整個熱量 1%～10%左右。 對導彈的端頭帽,也要求防熱材料在再入環(huán)境中燒蝕量低， 且燒蝕均勻?qū)ΨQ,同時希望它具有吸波能力、 抗核爆輻射性能和全天候使用的性能。 三維編織的 C/ C 復合材料， 其石墨化后的熱導性足以滿足彈頭再入時由 160 ℃至氣動加熱至 1700 ℃時的熱沖擊要求， 可以預(yù)防彈頭鼻錐的熱應(yīng)力過大引起的整體破壞;其低密度可提高導彈彈頭射程， 已在很多戰(zhàn)略導彈彈頭上得到應(yīng)用。

    除了導彈的再入鼻錐， C/ C 復合材料還可作熱防護材料用于航天飛機。C/ C 復合材料在渦輪機及燃氣系統(tǒng) (已成功地用于燃燒室、 導管、 閥門) 中的靜止件和轉(zhuǎn)動件方面有著潛在的應(yīng)用前景,例如用于葉片和活塞， 可明顯減輕重量 ,提高燃燒室的溫度 ,大幅度提高熱效率。美國 F22、 F100、 F119 軍機和俄羅斯航空發(fā)動機上已經(jīng)采用碳/碳制作航空發(fā)動機燃燒室、 導向器、 內(nèi)錐體、 尾噴管魚鱗片和密封片及聲擋板等。更多碳碳復合材料http://m.hfmwm.cn