Теплозащитные композиции

До недавнего времени углеродные волокна и ткани из них применялись для изготовления теплозащитных материалов. Однако усовершенствованная технология получения тонких волокон, сочетающих высокую прочность и жесткость с другими специальными свойствами (термостойкость, электропроводность и др.) позволила создать армированные угольными волокнами металлы и пластики, отличающиеся малой жесткостью и высокой прочностью. Такие композиции все больше применяются в космической, ракетной и авиационной технике. Чаще всего применяют углеродные волокна из вискозы и полиакрилонитрила. [c.70]

Искусственные абляционные материалы были открыты только около 10 лет тому назад. Для защиты и тепловой изоляции металлических конструкций, подвергающихся воздействию выхлопных газов ракетного двигателя, использовали различные методы Обнаружилось, что определенные армированные пластмассы и керамика проявляют значительную стойкость при кратковременном воздействии сверхвысоких температур. Кроме того, выяснилось, что высокая температура окружающей среды локализуется главным образом в тонком поверхностном слое абляционных материалов. Очевидно, что такие теплозащитные материалы могли бы применяться для тепловой защиты космических кораблей, возвращаемых на землю, и систем ракетных двигателей. В последующие годы были исследованы тысячи различных материалов, композиций и конструкций методом их многократных испытаний при высоких температурах. Имитация условий окружающей среды зачастую оказывалась недоступной в лабораторных условиях. Тем не менее был достигнут необходимый температурный интервал условий испытания, и было получено много ценных сведений о свойствах различных материалов. Композиции на основе пластмасс оказались наиболее приемлемыми, так как сочетали уникальные свойства индивидуальных компонентов. Кроме того, оказалось возможным регулировать содержание отдельных компонентов в составе композиций и таким образом обеспечивать необходимые свойства, удовлетворяющие определенным требованиям эксплуатации. Тем временем была разработана и экспериментально подтверждена теория абляции. Эта теория помогла объяс- [c.402]

Пластмассы и композиции на их основе обладают уникальным сочетанием свойств и характеристик, которые можно эффективно использовать в конструкциях теплозащитных систем. Важнейшими достоинствами абляционных пластмасс и композиций являются способность переносить интенсивный нагрев тепловая защита несущей конструкции инертность по отношению к защищаемым материалам стойкость к тепловому удару большой выбор доступных материалов малый вес низкая стоимость легкость изготовления простота конструирования легкость нанесения нестратегическое назначение. [c.403]

При применении углеродных волокон или композиций на их основе в качестве теплозащитных материалов высокая теплопроводность является нежелательной, так как при этом через композиционный материал происходит интенсивная передача тепла. Для устранения этого недостатка в композиционные материалы кроме углеродного волокна добавляют другие жаростойкие волокна, в частности волокна из окислов металлов с низкой теплопроводностью. [c.284]

В зависимости от назначения углеродные волокна могут использоваться как непосредственно в виде тканей, лент, войлока и др., так и в композициях иа их основе (теплозащитные, теплоизоляционные и другие изделия) и конструкционных композициях. [c.285]

Схематически явление абляции показано на рис. 6.14. Полимерное связующее пластика подвергается пиролизу, в результате чего образуются газообразные продукты и коксовый остаток. Газы поступают в граничный газовый слой, а это ведет к тому, что поверхность, подвергающаяся абляции, оказывается в слое относительно холодного газа. Таким образом, газообразные продукты распада выполняют теплозащитные функции. Температура граничного газового слоя может достигать 16 500 °С, в то время как внутреннего (жидкой фазы и газа) сохраняется на уровне 1650—2000 X. Обугленный слой, при соответствующих аэродинамических условиях, остается на поверхности, выполняя дополнительные теплозащитные функции. Волокнистые компоненты композиции претерпевают фазовое превращение от твердого до жидкого состояния, появляясь на поверхности в виде пузырьков или пленок. Часть расплава испаряется и уносится потоком воздуха (газа). Поглощение тепла в процессе испарения пластика и образование относительно холодного газа на поверхности изделия создает эффект абляционного охлаждения. Теплозащитные свойства материалов оцениваются эффективной теплотой абляции, выражаемой в кал/кг. [c.293]

Теплозащитный экран Аполлона состоит из стальной паяной конструкции, перекрытой снаружи теплозащитной системой, состоящей из эпоксифенольного коксующегося теплозащитного материала, помещенного в стеклопластиковый сотовый заполнитель. Теплозащитная композиция крепится эпоксифенольным клеем. На теплозащитный материал с помощью невысыхающих липких клеев снаружи крепится терморегулирующее покрытие из алюминиро-ванной полиэфирной и полиамидной пленок. Теплозащитное покрытие, расположенное поверх всей этой конструкции, обеспечивает защиту на начальных стадиях разгона ракеты-носителя. Это покрытие состоит из теплостойкого найлонового обтекателя, к наружной поверхности которого эпоксидным клеем прикреплена теплоизоляция. [c.257]

Теплоизоляционная смесь из асбеста и воды в качестве наполнителя ( — 50 %) содержит гранулы жидкого стекла. Теплозащитную массу наносят на агрегат, в процессе работы агрегата она разогревается, в результате чего объем композиции увеличивается в 3—5 раз (происходит вспучивание нз-за обезвоживания жидкого стекла при нагреве до 200 °С) (а. с. СССР 833767). Расширяющуюся тестообразную массу на основе растворимого стекла для заливки или инъектирования готовят смешением раствора щелочного силиката с золой электростанций, кремне-фторидом и водой. Перед -употреблением в массу вводят газо-образователь в виде 30 %-ного раствора пероксида водорода. [c.143]

К числу ценных свойств фосфатных цементов относится их высокая устойчивость к действию повышенных и высоких температур. Это свойство нашло применение в использовании фосфатных цементов для огнеупорных бетонов, огнеупоров и теплозащитных покрытий по мета,7тлам. Ус.ловием использования данной фосфатной композиции в качестве покрытий является высокая адгезия. Хорошей адгезией обладают цементы, включающие в свой состав окислы меди, магния, хрома и кобальта в сочетании с фосфорной кислотой. Если ввести в качестве наполнителя не смачиваемый расплавом порошок (например, диборид титана), то таким покрытием можно защищать чугун от, расплавленного цинка и алюминия. Фосфатные цементы используют также для крепления тензодатчи-ков, в литейном производстве (для отвердения форм), керамической и многих других специальных отраслях техники. [c.460]

Жидкие кремнийорганические каучуки, а чаще композиции на их основе находят некоторое применение и в технике защитных покрытий. Однако для предохранения металлического оборудования от действия кислых и других коррозионноагрессивных сред их почти не применяют, вследствие недостаточной химической стойкости и малой механической прочности. В защитных покрытиях на основе жидких кремнийорганических каучуков особенно ценятся свойства, которых нельзя достичь, применяя другие каучуки. Это, в первую очередь, теплостойкость и абляционная стойкость. Последний очень важный показатель, характеризующий возможность использования полимеров в теплозащитных оболочках космических аппаратов, предохраняющих их от высокотемпературного, но кратковременного аэродинамического нагрева. Теплозащитная оболочка из кремнийорганического каучука 93-072 фирмы Дау Корнинг применялась в США при изготовлении ракет [226]. Для защитных покрытий первой ступени ракеты Полярис было израсходовано 50 кг кремнийорганического каучука. В Калифорнии стартовую шахту для запуска межконтинентальных ракет типа Титан 11 защитили кремнийорганическим абляционным покрытием толщиной 6 мм разового действия [226]. [c.198]

Пенопласты на основе композиций фенольных смол с каучуками, поливинилхлоридом применяют как хорошие тепло- и звукоизоляционные материалы в вы-соконагруженных трехслойных авиационных конструкциях. Для тепловой защиты космических кораблей используют пенополиуретаны нагреваясь в момент входа аппарата в плотные слои атмосферы, поверхностный слой материала разрушается с выделением углекислого газа, который препятствует нагреву аппарата при продолжении нагрева на поверхности пенопласта образуется карбонизованный слой, выполняющий функции теплоизолятора [101]. В аналогичных условиях, а также в качестве теплоизоляционных материалов, длительно работающих при 200—350 °С и кратковременно при 400—450 °С, применяют пено-полиорганосилоксаны. За рубежом эластичные пено-полиорганосилоксаны используют для получения противопожарных перегородок и теплозащитных экранов самолетов и космических кораблей, теплоизоляции топливных баков. В качестве хороших абляционных материалов известны фенопласты. [c.86]

Теплозащитные и абляционные свойства композиций увеличиваются [78] по мере возрастания плотности пластиков, при расположении волокна в пластике параллельно потоку газа и умеиь- [c.293]

Наиболее прогрессивным и перспективным методом изготовления низа обуви в настоящее время является литьевой с использованием жидких композиций полимеров. По этому методу в одном процессе совмещаются синтез ц переработка полимера, изготовление низа обуви с заданными физико-механическими свойствами и прочное соединение его с затянутой на колодку заготовкой без применения клея. Этим методом можно изготавливать легкую и гибкую обувь всех видов, фасонов и назначе- 1ий, в том числе рабочую и специальную с верхом из жированной юфти. Низ обуви характеризуется высокой износоустойчи- востью и хорошими теплозащитными авойствами, а также большой маслобензостойкостью. [c.69]

Ионно- и электроноприводы, каналы вторичных пучков, камеры экспериментальных стендов выполняются из нержавеющей стали и алюминиевых сплавов. В вакуумных камерах устанавливают подвижные и стационарные магнитные диполи и линзы, мишени, пробники, отклоняющие электроды, датчики для измерения параметров пучков и другие устройства, в которых используются полимерные материалы, ферриты, керамика, герметики различных типов, теплозащитные или полупроводящие покрытия и другие материалы и композиции. [c.60]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология