酚醛浸渍碳烧蚀体(PICA)的制备及结构性能研究

摘要

酚醛浸渍烧蚀体(PhenolicImpregnatedCarbonAblator,PICA)是一种低密度、低热导率和低烧蚀量的新型微烧蚀/隔热一体化复合材料,应用于高热流、高温等极端环境下飞行器大面积防热体系.本文采用酚醛树脂溶液浸渍碳纤维毡,经过溶胶-凝胶反应、老化和常压干燥后,制备出一系列不同密度的PICA(0.27～0.47g·cm-3)材料,并系统研究了不同密度的PI-CA碳化前后微观形貌、力学性能及隔热性能的变化规律.PICA具有典型的碳纤维增强酚醛气凝胶复合材料结构.不同密度的PICA均具有优异的力学性能和隔热性能,且弯曲强度在2.2MPa～16.5MPa,热导率在0.056W·(m·K)-1～0.062W·(m·K)-1.在密度为0.40g·cm-3时,PICA弯曲强度最大,热导率最低.进一步通过1000℃高温处理之后,相应的C-PICA材料仍然表现出轻质、高强、低热导率的特征.