纤维增强气凝胶复合材料表征与力学性能测量

摘要

纤维增强气凝胶复合材料(FRAC)具有优异的隔热性能,在高速飞行器舱体隔热领域具有广泛应用,恶劣的环境不仅要求其具有优异的隔热性能,同时具有一定的力学强度.本文某型FRAC进行隔热性能评估和力学性能测量.首先对未热处理和经1200°C热处理的FRAC孔径和比表面积进行统计,发现高温处理后的FRAC孔径和比表面积都显著减小;同时对未热处理和经400°C、800°C、1200°C热处理后的FRAC进行XRD成分分析,发现高温下其化学成分并未发生变化,热重/差热分析同样印证这一结论;红外吸收谱表明FRAC对红外辐射的吸收能力较弱;综合上述表征分析表明高温下FRAC仍具有良好的隔热微结构,增加遮光剂能使其具有更好的隔热性能.为了检验FRAC的力学性能,FRAC拉压强度差异显著,受拉更易断裂,因此探究其拉伸行为十分必要,本文分别开展常温拉伸试验,常温下发现其破坏模式为纤维的抽出,为此进一步研究纤维与基体的结合强度,对未热处理和经1200°C热处理的FRAC进行纤维拉拔试验以及纤维强度测量,发现纤维强度大于与基体结合强度,同时推算发现FRAC的拉伸强度主要取决于纤维与基体结合强度.