运载火箭表面防护技术及其研究进展

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作者 熊书强 王一名 +6 位作者 袁佳熙 王军 杨洋 卢鹉 张崇印 鞠鹏飞 朱新远 《表面技术》 北大核心 2025年第14期1-11,共11页

运载火箭是将人类制造的卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等各种航天器推向太空的重要载具,其中运载火箭表面防护技术是其成功发射的重要保障。概述了运载火箭表面防护技术,主要包括烧蚀性热防护涂层技术、非烧蚀性热防护涂层技术、... 运载火箭是将人类制造的卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等各种航天器推向太空的重要载具,其中运载火箭表面防护技术是其成功发射的重要保障。概述了运载火箭表面防护技术,主要包括烧蚀性热防护涂层技术、非烧蚀性热防护涂层技术、环境适用性表面涂层技术和低温绝热材料技术等。烧蚀性热防护涂层是通过质量损耗带走热量的一种有机涂层,可分为两类:环氧类烧蚀防热涂层和硅橡胶类烧蚀防热涂层,前者存在附着力好的优点,但是高温易开裂,涂层韧性差,适用于较低热流密度防护;后者耐温性好,但存在烧蚀易粉化的缺点。非烧蚀性热防护涂层是一类高红外辐射率的陶瓷无机涂层,国外已经发展了三代非烧蚀性热防护涂层材料体系,适用于可重复运载火箭关键部位的热防护,但国内研究基础与工程能力相对不足。环境适用性表面涂层主要用于应对运载火箭地面发射时面临高盐雾、高湿热、高辐射等环境工况,发展了防辐射、抗静电等防护涂层。低温绝热材料起到超低温液氧/液氢工况保温隔热的作用,主要有泡沫材料和气凝胶材料,前者较后者施工工艺更为灵活,满足复杂形状的高效隔热。总结了近年来国内外运载火箭表面防护技术的发展现状和趋势,介绍了运载火箭卫星整流罩、推进剂贮箱和舱体尾部等不同部位面临的不同防隔热需求,为相关的研究工作提供了技术参考。 展开更多

关键词 运载火箭 表面防护 防热涂层 功能涂层 绝热材料

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弹性隔热材料在火箭飞行极端环境下的应用

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作者 余雪敏 杨洋 +2 位作者 卢鹉 鄢东洋 张崇印 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第5期1-7,共7页

针对弹性隔热材料在火箭飞行极端环境下的应用研究进展进行综述。首先,概述了弹性隔热材料在固体火箭发动机热防护中的关键作用,以及其耐高温、耐高压与抗高速气流侵蚀的特性。随后,重点分析了丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、硅橡胶及热塑性... 针对弹性隔热材料在火箭飞行极端环境下的应用研究进展进行综述。首先,概述了弹性隔热材料在固体火箭发动机热防护中的关键作用,以及其耐高温、耐高压与抗高速气流侵蚀的特性。随后,重点分析了丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、硅橡胶及热塑性聚氨酯四类基体材料的改性策略。策略包括通过纤维增强、纳米填料协同及表面处理等技术,优化材料的烧蚀性能与机械性能。同时,探讨了碳层形成机制及多尺度填料对热防护效果的影响。最后,总结了现有材料在极端热流(>3000℃)下所面临的挑战,如碳层剥落、界面脱黏及环保性不足等问题。未来弹性隔热材料将不断发展创新,旨在提升其在极端环境下的性能,为火箭飞行安全提供保障。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 烧蚀隔热 烧蚀隔热材料 弹性体 弹性隔热材料

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先进树脂基复合材料RTM成型工艺研究及应用进展 被引量：21

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作者 朱怡臻 王瑛 +6 位作者 陈鸣亮 王春林 张崇印 高缘 史旦达 邵伟 吴新锋 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期18-22,128,共6页

复合材料的成型工艺是改进并提升先进树脂基复合材料性能的关键,而树脂传递模塑(RTM)成型工艺是一种环保高效、成本低、高精度的闭模成型工艺。概述并分析了传统RTM成型工艺过程及优缺点,并对高压树脂传递模塑成型(HPRTM)、轻质树脂传... 复合材料的成型工艺是改进并提升先进树脂基复合材料性能的关键,而树脂传递模塑(RTM)成型工艺是一种环保高效、成本低、高精度的闭模成型工艺。概述并分析了传统RTM成型工艺过程及优缺点,并对高压树脂传递模塑成型(HPRTM)、轻质树脂传递模塑成型(LRTM)、真空辅助树脂灌注工艺(VARTM)、西门(Seeman)树脂浸渍技术(SCRIM P)等RTM衍生成型工艺的研究进展与应用进行了介绍分析。 展开更多

关键词 树脂传递模塑 树脂基复合材料 成型工艺

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先进复合材料自动铺带技术 被引量：4

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作者 王雨思 张磊 +6 位作者 王瑛 李茂 吴嘉栋 张崇印 高缘 石姗姗 吴新锋 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期23-26,58,共5页

人类社会的发展,科技的进步都让复合材料登上了工业制造的舞台中央。自动铺带技术是一种自动化数控制造技术,如今凭借其成本低、效率高等明显优势成为了制造大型复杂组件的不二选择。概述了自动铺带技术在全球的发展情况,详细介绍了自... 人类社会的发展,科技的进步都让复合材料登上了工业制造的舞台中央。自动铺带技术是一种自动化数控制造技术,如今凭借其成本低、效率高等明显优势成为了制造大型复杂组件的不二选择。概述了自动铺带技术在全球的发展情况,详细介绍了自动铺带技术的应用领域和技术工艺方法,在此基础上展望了自动铺带技术在我国的发展前景。 展开更多

关键词 先进复合材料 自动铺带 预浸料

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一种新型聚苯并咪唑阴离子交换膜的制备与性能研究 被引量：1

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作者 冯美佳 刘功益 +2 位作者 张崇印 郭晓霞 房建华 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期109-116,共8页

通过两步反应合成一种新型双环氧端基季铵盐TQ,以该季铵盐为交联剂,利用其结构中的环氧基与一种聚苯并咪唑(H_(2)N-PBI)的侧氨基反应,通过控制环氧基与氨基的摩尔比,制备了一系列具有不同离子交换容量的新型聚苯并咪唑阴离子交换膜H_(2)... 通过两步反应合成一种新型双环氧端基季铵盐TQ,以该季铵盐为交联剂,利用其结构中的环氧基与一种聚苯并咪唑(H_(2)N-PBI)的侧氨基反应,通过控制环氧基与氨基的摩尔比,制备了一系列具有不同离子交换容量的新型聚苯并咪唑阴离子交换膜H_(2)N-PBI-TQ(x/y)(x/y指聚合物H_(2)N-PBI的侧氨基与季铵盐TQ的环氧基团摩尔比)。以双酚A二缩水甘油醚为共交联剂,通过控制这两种交联剂的摩尔比,制备了一系列具有不同交联密度的新型聚苯并咪唑阴离子交换膜H_(2)N-PBI-TQ(x)-A。结果表明:这些阴离子交换膜具有良好的力学性能和热稳定性,且随着离子交换容量的升高,膜的吸水率、溶胀率及离子电导率也相应升高。与由Nafion212膜组装的钒液流单电池相比,由H_(2)N-PBI-TQ(1∶1.0)-A组装的单电池在电流密度80mA/cm^(2)下,有更大的充放电容量以及更高的能量效率,并且在该单电池充放电循环100圈之后,库仑效率、电压效率以及能量效率均未出现明显的下降,同时还保持了比较高的放电残余容量(57%),显示出良好的循环稳定性。 展开更多

关键词 聚苯并咪唑 阴离子交换膜 钒液流电池 循环稳定性

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EP/HGMS-EHS/HGMS复合浮力材料的制备及性能 被引量：3

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作者 姜涛 高缘 +2 位作者 赵忠贤 李文戈 吴新锋 《现代塑料加工应用》 CAS 北大核心 2019年第5期9-12,共4页

通过滚球法制备了空心玻璃微珠(HGMS)增强环氧树脂(EP)空心球(HGMS-EHS),并将其作为轻质填料与EP,HGMS复合,然后再通过模压法制备了EP/HGMS-EHS/HGMS三相复合浮力材料,对其抗压缩强度、密度、微观形貌等性能进行了研究。结果表明:HGMS-... 通过滚球法制备了空心玻璃微珠(HGMS)增强环氧树脂(EP)空心球(HGMS-EHS),并将其作为轻质填料与EP,HGMS复合,然后再通过模压法制备了EP/HGMS-EHS/HGMS三相复合浮力材料,对其抗压缩强度、密度、微观形貌等性能进行了研究。结果表明:HGMS-EHS可以明显降低三相复合浮力材料的密度,同时使其保持一定的抗压缩强度。当HGMS-EHS密度为0.125g/cm^3且质量分数为60%时,三相复合浮力材料的密度为0.387g/cm^3,抗压缩强度为9.3MPa,适合于930m海域中工作。 展开更多

关键词 环氧树脂 空心玻璃微珠 压缩强度 复合浮力材料 性能

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轻质混凝土的制备研究综述 被引量：7

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作者 曹政 朱雅静 +4 位作者 吴小军 王沁 唐靳梅 吴新锋 史旦达 《混凝土》 CAS 北大核心 2022年第9期184-187,192,共5页

轻质混凝土有轻质、抗震性、保温性和耐火性等优异性能,被广泛用于轻质墙板和空心砌块等建筑领域。对八大类轻质混凝土如发泡混凝土、EPS、生物基、陶粒、橡胶、HGMS、膨胀页岩和塑料填充混凝土等轻质混凝土的制备方法和性能进行总结和... 轻质混凝土有轻质、抗震性、保温性和耐火性等优异性能,被广泛用于轻质墙板和空心砌块等建筑领域。对八大类轻质混凝土如发泡混凝土、EPS、生物基、陶粒、橡胶、HGMS、膨胀页岩和塑料填充混凝土等轻质混凝土的制备方法和性能进行总结和介绍,并为轻质混凝土的制备和应用提供一些建议。 展开更多

关键词 轻质混凝土 抗压强度 密度 制备方法

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丙烯酸/钢渣人造大理石的制备及性能研究 被引量：2

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作者 王娣 王瑛 +6 位作者 李纪鹏 陈以传 堵同亮 张崇印 韩鸿鹄 高缘 吴新锋 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期149-152,共4页

以丙烯酸树脂为基体、钢渣为填料、甲基丙烯酸正丁酯为活性稀释剂,采用浇注成型法制备了丙烯酸/钢渣人造大理石。研究结果表明,丙烯酸/钢渣(200目)(质量比1:2)人造大理石的压缩强度和弯曲强度分别达到123.8 MPa和51.7 MPa;加入甲基丙烯... 以丙烯酸树脂为基体、钢渣为填料、甲基丙烯酸正丁酯为活性稀释剂,采用浇注成型法制备了丙烯酸/钢渣人造大理石。研究结果表明,丙烯酸/钢渣(200目)(质量比1:2)人造大理石的压缩强度和弯曲强度分别达到123.8 MPa和51.7 MPa;加入甲基丙烯酸正丁酯后,人造大理石的压缩强度和弯曲强度有所降低,活性稀释剂的选择要慎重。扫描电镜测试表明,钢渣在丙烯酸树脂中分散性比较好,但是界面结合性有待提高,需要对制备工艺进行改善。丙烯酸/钢渣人造大理石的制备取得了较好的力学性能,人造大理石材料的制备可以提高钢渣材料的附加值,为钢渣材料的应用提供了一条新的途径。 展开更多

关键词 丙烯酸树脂 钢渣 人造大理石 活性稀释剂 浇注成型

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PE-LLD/Al_2O_3导热复合材料的制备及性能

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作者 王瑛 郝冬冬 +5 位作者 刘婷 李纪鹏 陈以传 赵忠贤 江平开 吴新锋 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期20-25,共6页

通过哈克密炼–模压成型法制备了线型低密度聚乙烯(PE-LLD)/Al_2O_3复合材料,并在不同温度条件下对复合材料的导热性能进行研究。通过扫描电子显微镜、热失重分析仪、差示扫描量热仪、激光导热仪和精密阻抗分析仪研究了复合材料中Al_2O_... 通过哈克密炼–模压成型法制备了线型低密度聚乙烯(PE-LLD)/Al_2O_3复合材料,并在不同温度条件下对复合材料的导热性能进行研究。通过扫描电子显微镜、热失重分析仪、差示扫描量热仪、激光导热仪和精密阻抗分析仪研究了复合材料中Al_2O_3的分散性及复合材料的热稳定性、熔融行为、导热性能和介电性能。结果表明,Al_2O_3均匀分散在PE-LLD基体中;添加微米级Al_2O_3后,复合材料的熔点和熔融焓变化不大,热稳定性能有所提高;当Al_2O_3添加量为100份时,复合材料的热导率为1.426W/(m·K),比纯PE-LLD的热导率提高218.0%;随着温度的升高,Al_2O_3的添加量越多,复合材料的热导率降低越明显;随着Al_2O_3添加量的增加,复合材料的介电常数和介电损耗增大,在低频时增加更明显。 展开更多

关键词 线型低密度聚乙烯 AL2O3 复合材料 热导率 介电性能

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改性逆热致相分离法制备亲水性聚醚砜超滤膜及其性能 被引量：2

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作者 杨静 魏永明 +3 位作者 贾宇翔 束长朋 刘敏 周权 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期81-89,共9页

通过在非低临界共溶温度三元成膜体系聚醚砜(PES)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/一缩二乙二醇(DEG)中添加亲水性超支化聚酯(HBPE)成功构建了四元低临界共溶温度(LCST)成膜体系,采用改性逆热致相分离(m-RTIPS)法一步制备了亲水性PES微孔膜。... 通过在非低临界共溶温度三元成膜体系聚醚砜(PES)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/一缩二乙二醇(DEG)中添加亲水性超支化聚酯(HBPE)成功构建了四元低临界共溶温度(LCST)成膜体系,采用改性逆热致相分离(m-RTIPS)法一步制备了亲水性PES微孔膜。通过扫描电镜、亲水性、渗透性和力学性能实验研究了LCST体系的构建机理和HBPE添加量对膜结构和性能的影响。结果表明,随着HBPE质量比的增加,铸膜液体系的LCST降低;以m-RTIPS法所制得的膜表面开孔率较高、平均孔径较大且可抑制膜断面指状孔的形成并向双连续结构转变,同时膜的渗透性能和力学性能均优于NIPS法所制膜;膜表面的接触角随HBPE质量比的增加而减小,表面膜的亲水性得到改善,抗污染能力增强。 展开更多

关键词 聚醚砜膜 四元低临界共溶温度体系 改性逆热致相分离法 亲水性

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燃料电池用新型磺化聚(醚酮苯并咪唑)共聚物的合成与性能 被引量：2

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作者 郭玉飞 郭志海 +4 位作者 张崇印 王文彬 刘飞跃 郭晓霞 房建华 《功能高分子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期473-482,共10页

通过两步反应合成了一种邻二氨基单体4-苯氧基-1,2-苯二胺(POPDA),并将它与4,4’-二苯醚二甲酸(DCDPE)、5-氨基间苯二甲酸(APA)及3,3’-二氨基联苯胺(DAB)在多聚磷酸介质中进行无规共聚,合成了一种新型聚(醚酮苯并咪唑)共聚物(PEKBI-x,x... 通过两步反应合成了一种邻二氨基单体4-苯氧基-1,2-苯二胺(POPDA),并将它与4,4’-二苯醚二甲酸(DCDPE)、5-氨基间苯二甲酸(APA)及3,3’-二氨基联苯胺(DAB)在多聚磷酸介质中进行无规共聚,合成了一种新型聚(醚酮苯并咪唑)共聚物(PEKBI-x,x指POPDA在芳胺单体(POPDA和DAB)中的摩尔分数)。以发烟硫酸为磺化试剂,通过后磺化反应合成了相应的磺化聚(醚酮苯并咪唑)共聚物(SPEKBI-x)。利用SPEKBI-x结构中APA单元的侧氨基与交联剂1,2,7,8-二环氧辛烷结构中的环氧基团反应,制备了一系列磺化聚(醚酮苯并咪唑)共聚物交联膜(SPEKBI-x-CL)。采用热重分析、拉伸测试、Fenton实验等研究了质子交换膜的热稳定性、力学性能、离子交换容量、吸水率、溶胀率、质子电导率、抗自由基氧化稳定性及电池性能。结果表明:所制得的交联膜具有很高的离子交换容量(2.88~3.28 meq/g)、良好的力学性能和热稳定性,膜的质子电导率随着共聚物结构中POPDA单元含量的增加而增大。单电池初步测试结果表明:由SPEKBI-0.50-CL交联膜所组装的H2-O2单电池在80℃、80%相对湿度和100 kPa背压下的最大输出功率密度(PD,max)达到662 mW/cm2,高于由Nafion212所组装的H2-O2单电池在相同条件下的发电性能(PD,max=631 mW/cm2)。 展开更多

关键词 磺化聚(醚酮苯并咪唑) 质子交换膜 交联 燃料电池

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基于一种新型含菲并咪唑基二胺单体的聚酰亚胺的合成与性能

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作者 孔德禄 郭晓霞 +3 位作者 Pradip Kumar Tapaswi Chang-Sik Ha 张崇印 房建华 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期66-71,76,共7页

通过三步反应合成了一种新型具有高度扭曲构型的芳香二胺单体1,2-双(4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基)-菲并[9,10-d]咪唑(PIPOTFA),将它与四种商业化二酐4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6FDA)、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(O... 通过三步反应合成了一种新型具有高度扭曲构型的芳香二胺单体1,2-双(4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基)-菲并[9,10-d]咪唑(PIPOTFA),将它与四种商业化二酐4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6FDA)、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)和3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)通过高温一步法聚合制得了四种聚酰亚胺均聚物。这些聚酰亚胺在N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等非质子极性溶剂中均具有良好的溶解性。热分析测试结果表明,这些聚酰亚胺具有优异的热稳定性,其玻璃化转变温度在265~290℃之间,氮气气氛下5%和10%热失重温度分别为517~561℃和547~587℃,700℃时的残炭率为60%~70%。这些聚酰亚胺薄膜呈淡黄色,在450nm处的透过率为11%~68%,截止波长为375~383nm。 展开更多

关键词 聚酰亚胺 热稳定性 溶解性

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