вести

Во дизајнот на термичка заштита на воздухопловните производи, за компоненти кои бараат значителна дебелина, поседуваат сложени геометрии или се подложни на пукање од стрес, композитните материјали често се користат како замена за традиционалните премази за термичка заштита. Понатаму, композитните структури за термичка заштита нудат разновидни опции за изработка: тие можат брзо да се формираат директно на специфичното место за термичка заштита или можат да се залепат на место со употреба на префабрикувани композитни ракави за термичка заштита, со што се нудат посебните предности на ефикасен и удобен процес на подготовка. Во моментов, композитите од фенолни стаклени влакна се широко користени во структурите за термичка заштита поради нивните бројни предности, вклучувајќи структурна стабилност, отпорност на високи температури, висок принос на јаглен, ниска стапка на аблација, висока механичка цврстина и одлична отпорност на удар.

Фенолни композити од стаклени влакнапоседуваат значаен потенцијал за широка примена во воздухопловниот сектор. Нивниот механизам за термичка заштита вклучува синергистичка интеракција на повеќе заштитни процеси, вклучувајќи ја инхибицијата на топлинската спроводливост, ендотермната пиролиза, топлинската изолација обезбедена од слојот на јаглен и структурната поддршка. Овој труд првенствено ќе го анализира механизмот за термичка заштита од перспектива на инхибиција на топлинската спроводливост, ендотермната пиролиза и топлинската изолација обезбедена од слојот на јаглен.

1. Инхибиција на спроводливоста на топлина

Во рамките на композитите од фенолни стаклени влакна, самата матрица од фенолна смола поседува инхерентно ниска топлинска спроводливост, што служи за значително забавување на спроведувањето на надворешната топлина. Кога композитниот материјал е подложен на средини со висока температура што се среќаваат за време на летот, топлината првично се шири навнатре од надворешната површина. Сепак, макромолекуларната структура на синџирот својствена за матрицата од фенолна смола ги попречува патиштата на спроведување на топлина, со што предизвикува значително намалување на стапката на пренос на топлина. Истовремено, присуството на стаклени влакна во композитот дополнително ги менува внатрешните патишта на спроведување на топлина. Покрај тоа, интерфејсот помеѓу стаклените влакна и фенолната смола покажува висок термички отпор; следствено, топлината наидува на дополнителна импеданса додека минува низ овој интерфејс, дополнително инхибирајќи го процесот на спроведување на топлина и ефикасно намалувајќи ја стапката на зголемување на температурата во композитниот материјал.

2. Ендотермна пиролиза

Кога е изложена на висока температура на надворешната средина, фенолната смола претрпува континуирани реакции на пиролиза. Овој процес на пиролиза е ендотермна реакција: по апсорпцијата на топлинска енергија, хемиските врски во молекулите на фенолната смола се кинат, предизвикувајќи материјалот да се распаѓа во гасови со мали молекули и јаглеродни остатоци. Овој процес ефикасно ја троши топлинската енергија пренесена од надворешната средина на површината на композитот, со што истовремено се намалува површинската температура на композитниот материјал. 3. Термичка изолација преку слојот од јаглен

Како што се одвива реакцијата на пиролиза, на површината постепено се формира слој од јаглен.композит од фенолна смолаОвој слој од јаглен поседува порозна структура, со пори исполнети со гасови кои покажуваат екстремно ниска топлинска спроводливост; оваа карактеристика дополнително ги подобрува капацитетите за топлинска изолација на композитот. Истовремено, слојот од јаглен претставува тврда површинска текстура способна да издржи специфични аеродинамични притисоци и механички оптоварувања, со што го заштитува основниот нејаглероден материјал од ефектите на триење и ерозија на протоците на гасови со висока температура. Слојот од јаглен генериран на површината на композитот не само што служи како изолациска функција, туку и, до одреден степен, го ублажува губењето на масата во композитот, со што го продолжува животниот век на структурата за топлинска заштита.