轴棒法编织C/C复合材料等离子烧蚀性能分析

摘要

基于等离子体地面模拟烧蚀系统对轴棒法编织C/C复合材料的烧蚀性能进行了研究,开展了轴编C/C复合材料发动机喉部以及45°、90°方向的等离子烧蚀试验,测量试样的烧蚀率,采用扫描电镜观察试样烧蚀后喉部各型面和不同角度烧蚀下的微观形貌,通过烧蚀型面和角度多维度分析材料的烧蚀性能。结果表明:轴编C/C复合材料在超高温下烧蚀性能良好,喉部烧蚀面过渡平滑,无明显裂纹和缺陷。45°和90°方向的线烧蚀率分别为0.066、0.065 mm/s;质量烧蚀率分别为0.061、0.056 g/s,45°方向射流冲刷作用强,造成较大的质量烧蚀率。预制体的结构以及射流方向是影响烧蚀性能的重要因素,材料各型面对不同方向射流的烧蚀机制存在差异,导致了试样烧蚀形貌不同。试验结果能对等离子烧蚀环境下轴编C/C复合材料的烧蚀率和烧蚀形貌进行有效预测。