Абляционные материалы свойства

Эффективная теплота абляции — наиболее широко распространенный критерий свойств абляционного материала. Согласно определению, эта величина отражает взаимосвязь между скоростью потери массы и тепловым потоком [c.413]

Способность абляционного материала к локализации высокой температуры окружающей среды в неглубоком поверхностном слое также является его важной характеристикой. Показатель этого свойства материала называют защитным индексом . Его обычно выражают как минимальную толщину (или массу) материала, необходимую для сохранения заданной температуры на тыльной стороне слоя в конце периода нагревания. [c.414]

Оптимальные эксплуатационные качества обеспечиваются сочетанием определенных свойств и характеристик материалов. Необходимый оптимум этих свойств и характеристик указан в табл. 6 для идеального абляционного материала . Следует отметить, что эмпирическая величина теплоты абляции должна быть максимально возможной, чтобы свести к минимуму массу материала, необходимую для рассеивания поступающего теплового потока. Механическая прочность исходного покрытия и поверхностного слоя оста- [c.430]

Тепловые параметры. Конвективный нагрев лучше всего можно предотвратить организацией массопередачи в противоположном направлении. Таким образом, абляционные материалы должны выделять большой объем газов низкого молекулярного веса, для того чтобы блокировать поступающий тепловой поток. Эксплуатация изделий в среде, из которой поступают интенсивные потоки лучистой энергии, требует другой схемы тепловой защиты, так как большинство газов, выделяющихся при абляции, практически прозрачны для излучения. В этом случае поверхность абляции должна иметь хорошие отражательные характеристики или обладать высокой отражательной способностью . Композиция из однородного материала пригодна для неизменяющегося во времени режима нагрева, но если тепловой импульс является переменным, необходимо использовать неоднородный абляционный материал. При низких скоростях нагрева эксплуатационные свойства материала полностью определяются его теплофизическими свойствами. Для того чтобы свести к минимуму количество поступающего внутрь материала тепла, необходим низкотемпературный абляционный материал. При более [c.442]

Структура пироуглерода оказывает большое влияние на механические свойства и абляционную характеристику материала (унос массы). Последняя зависит от равномерности покрытия пироуглеродом и его текстуры. [c.642]

Для отбора материалов и оценки их эксплуатационных качеств в условиях воздействия высокотемпературной внешней среды применяют лабораторные испытательные устройства — газовые и плазменные горелки, а также стендовые реактивные двигатели. При использовании кислородно-ацетиленовой горелки получают общие сведения о поведении материала в атмосфере нагретых до высокой темп-ры продуктов сгорания, а также сравнительные данные об абляционной стойкости и показателе теплоизоляционных качеств материала. Эксплуатационные свойства пластмасс, предназначенных для применения в условиях высокотемпературной внешней среды, напр, для тепловой защиты реактивных систем, определяют при испытании в электродуговой плазменной горелке. Пластмассы, предназначенные для использования в условиях воздействия потока выхлопных газов реактивного двигателя, испытывают на стендовых жидкостных реактивных двигателях и реактивных двигателях, работающих на твердом топливе. По- [c.5]

Значительная часть тепла, поступающего к абляционному пластику, может рассеиваться излучением, причем этот эффект зависит от свойств материала и скорости подвода тепла. [c.410]

Энергия, рассеиваемая излучением с поверхности, значительно различается для разных полимерных материалов. Это показано на рис. 3, на котором представлены данные о температуре поверхности, излучательной способности и интенсивности излучения для различных абляционных пластмасс при интенсивном нагреве. Показано, что излучательная способность поверхности не сильно различается для разных абляционных пластмасс и таким образом оказывает незначительное влияние на интенсивность излучения. Однако для различных абляционных материалов температура поверхности изменяется в очень широких пределах. Отчасти она определяется свойствами остаточного материала поверхности и склонна увеличиваться с возрастанием скорости теплопередачи. Некоксующиеся пластмассы, подобные тефлону, полиэтилену и найлону, подвергаются абляции при относительно невысоких температурах поверхности, которые обычно не превышают 870 °С. Следовательно, такие пластмассы способны отдавать излучением только незначительную часть поступающего тепла. Существенно более высокие температуры поверхности наблюдаются для композиций на основе пластмасс, в состав которых входят наполнители неорганического происхождения, например стекло, кварц, асбест и другие волокнистые и неволокнистые наполнители. Для этих материалов температура поверхности определяется главным образом плавлением материала на поверхности, а не компонентами органического связующего. [c.411]

Разработано большое число высокотемпературных испытательных устройств для отбора и оценки абляционных полимерных материалов. Эти испытательные устройства перечислены в табл. 1, где также приведены достижимые интервалы изменения параметров, которые с их помощью можно воспроизвести . Следует отметить, что можно воссоздать широкий диапазон условий испытания любого из этих параметров в отдельности. Однако часто трудно сделать это в отношении" всех необходимых параметров Кроме того, во многих случаях невозможно менять один из основных параметров, не влияя на изменение других. Так, например, увеличение скорости обтекания неизбежно вызывает повышение скорости нагревания испытуемого образца. При выборе испытательных устройств для оценки свойств абляционных пластмасс необходимо учитывать следующие обстоятельства доступность и стоимость испытываемого материала объем и степень точности получаемой информации, необходимые условия эксплуатации и возможность их одновременного воспроизведения точность контроля параметров окружающей среды и пределы их независимого изменения однородность и воспроизводимость условий среды при испытаниях возможность точного регулирования состава испытательной среды. [c.418]

Эксплуатационные качества абляционных материалов представляют сложную функцию свойств самих материалов и характеристик окружающей среды. Поскольку характеристики газовых сред при высоких температурах могут сильно различаться между собой, один материал не может отвечать всем требованиям в отношении оптимальности его свойств. Каждый материал проявляет присущие только ему одному эксплуатационные качества в данной газовой среде и может оказаться непригодным в других условиях интенсивного нагрева. [c.430]

Излучательная способность поверхности должна быть близка к единице, чтобы обеспечить максимальную интенсивность излучения. Материалы, которые полностью газифицируются, обеспечивают превосходную тепловую защиту следовательно, желательно, чтобы весь исходный твердый материал был превращен в газообразные продукты непосредственно на поверхности. Определенные свойства и характеристики абляционных материалов в значительной степени связаны со свойствами других материалов конструкции, окружающей средой и параметрами самой конструкции. Следовательно, невозможно дать какие-либо общие рекомендации об оптимальных эксплуатационных свойствах материалов. Так, например, высоковязкий расплав частично испаряется с соответствующим поглощением тепла. Остаток расплава может растекаться по поверхности материа- [c.431]

На эксплуатационные свойства абляционных пластмасс сильно влияют состав и структура материала. Для установления этой взаимосвязи проведены широкие теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых определено влияние важнейших характеристик материалов. К ним относятся природа связующего, армирующего материала и наполнителя соотношение отдельных компонентов материала ориентация армирующих волокон или частиц наполнителей и условия переработки композиции в изделия [c.432]

Наполнители. Порошкообразные, волокнистые или хлопьевидные материалы иногда добавляют к пластмассам наряду с армирующими материалами или вместо них с целью улучшения формовочных свойств композиций, изменения свойств материала или его абляционных характеристик. Ниже приведены некоторые рекомендации относительно их применения. В общем случае наполнители выбирают [c.437]

Влияние ориентации армирующего наполнителя. Абляционным пластмассовым композициям можно придать определенную анизотропию свойств ориентацией армирующего материала или наполнителя. Этот эффект особенно очевиден, когда физико-химические свойства отдельных компонентов композиции различаются в широких пределах. Исследования механических, теплофизических и абляционных характеристик фенольных стеклопластиков подтверждают это положение (табл, 10). [c.440]

При беспорядочном расположении волокон армирующего наполнителя получается материал с промежуточными свойствами и абляционными характеристиками. Его основные преимущества отсутствие макроскопической анизотропии свойств, легкость изготовления изделий сложной конфигурации и более низкая стоимость производства по сравнению с ориентированными композициями. [c.441]

АБЛЯЦИЯ (лат. ablatio — отнимание, отнесение) — унос массы с поверхностей твердых тел высокотемпературным скоростным газовым потоком, обтекающим эти поверхности. Абляционное разрушение поверхностного слоя твердого тела, сопровождающееся уносом массы, происходит при значительных перепадах т-ры (до сотен градусов на миллиметр слоя по глубине), является результатом комбинированного воздействия тепла (при этом твердый материал переходит в неконденси-рованное состояние), мех. сил (см. Эрозия металлов) и агрессивных сред газового потока. Кроме того, под воздействием тепла газового потока поверхность твердого тела прогревается до т-ры, при к-рой начинается унос массы. Расход тепла иа прогрев твердого тела определяется теплоемкостью и теплопроводностью материала, массой и теплофизическими свойствами газов, к-рые образуются в объеме материала и диффундируют (см. Диффузия) к поверхности, а также экзо- и эндотермическими хим. реакциями, протекающими в материале. Вдувание газовых компонентов в поверхностный слой и потери тепла (вследствие излучения, ионизации, возбуждения атомарных и мол. продуктов реакции в пограничном слое) снижают уровень теплового потока к поверхности твердого тела. Рекомбинация атомов, радикалов и ионов, образующихся в пограничном слое, окисление, происходящее при А., повышают уровень теплового потока, а следовательно, и скорость уноса массы. Пороговые значения теплового потока, при к-рых начинается А., определяются составом материала и, как правило, составляют от нескольких сот до нескольких тысяч ккал м сек. Явление А. используют при создании т. н. жертвенных материалов для теплонапряженных узлов или агрегатов космической и ракетной тех- [c.11]

У. в. обладают ценными физико-химич. свойствамп. В отличие от массивных образцов углерода вследствие специфич. формы (волокно) и структуры им присущи также уникальные механич. свойства. У. в. имеют исключительно высокую тепло- и химстойкость. При тепловом воздействии вплоть до 1600—2000 °С в отсутствие кислорода механич. показатели волокна не изменяются. Это предопределяет возможность применения У. в. в качестве тепловых экранов и теплоизоляционного материала в высокотемпературной технике. На основе У. в. изготавливают армированные пластики, к-рые отличаются высокой абляционной стойкостью и применяются в ракетостроении и космической технике в качестве теплозащитных материалов (см. Углеро-допласты). [c.336]

Определенное влияние на эксплуатационные характеристики абляционных пластмасс оказывает последующее отверждение Некоторые полимеры в процессе продолжительного отверждения при сравнительно невысоких температурах изменяют свои теплофизические свойства, что, возможно, оказывает благоприятное влияние на качество изделия. Так, например, при отверждении фенольных смол удаляются остатки растворителя и незаполимеризо-ванные продукты. Кроме того, испаряется вода, выделившаяся при реакции, и происходит дальнейшее структурирование полимера уменьшается склонность материала к растрескиванию и расслоению, [c.441]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология