CN114369269A - 一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料及其制备方法 - Google Patents

一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料及其制备方法，涉及烧蚀材料技术领域。本发明的目的是为了解决传统的烧蚀材料不能兼具优异的耐烧蚀能力和力学性能，以及烧蚀材料不能耐多次烧蚀的问题。方法：将酚醛溶胶液进行梯度升温固化，然后将固化后的酚醛溶胶置于密封装置中静置、干燥，得到酚醛气凝胶；将填充剂加入到酚醛气凝胶中，然后加入固化剂，混合均匀后，得到浆料A；将填充剂加入到酚醛气凝胶中，然后加入固化剂，混合均匀后，得到浆料B；将浆料A和浆料B均匀浸渍到纤维编织体中，然后抽真空处理，再固化，冷却至室温，最后洗涤、老化和干燥。本发明可获得一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料及其制备方法。

Description

一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及烧蚀材料技术领域，具体涉及一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料及其制备方法。
背景技术
现如今，可重复使用的航天器是降低空间运输费用的重要手段，也是提升空间快速响应能力的有效途径，更能发挥潜在的战略威慑力，其终极目标是为了回收运载器昂贵的箭体、发动机及电气设备。可重复使用的航天器代表当今航天科技领域的最高水平，其技术溢出与产业升级效应将显著提升该领域的技术水平和创新能力，推动国民经济增长。因此，为保证可重复使用航天器的再入安全，建立高温烧蚀热防护系统是唯一可行性方案。
因此，针对可重复使用航天器再入环境严苛的热力耦合载荷要求，制备出新型烧蚀防隔热复合材料，在提高其耐烧蚀能力的同时，兼具较优异的力学性能，是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统的烧蚀材料不能兼具优异的耐烧蚀能力和力学性能，以及烧蚀材料不能耐多次烧蚀的问题，而提供一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料及其制备方法。
一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，按重量份数由30～50份酚醛树脂、20～40份纤维编织体、10～30份酚醛改性剂、5～20份填充剂、10～20份固化剂和50～80份有机溶剂组成。
上述一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料的制备方法，按以下步骤进行：
一、按重量份数称取30～50份酚醛树脂、20～40份纤维编织体、10～30份酚醛改性剂、5～20份填充剂、10～20份固化剂和50～80份有机溶剂；
二、将酚醛树脂加入到有机溶剂中，在70～90℃的温度条件下进行搅拌，待完全溶解后加入酚醛改性剂，在70～90℃下继续搅拌至完全溶解，得到酚醛溶胶液；将酚醛溶胶液进行梯度升温固化，得到固化后的酚醛溶胶；将固化后的酚醛溶胶置于密封装置中静置、干燥，得到酚醛气凝胶；
三、将重量份数2/3的填充剂加入到重量份数2/3的酚醛气凝胶中，然后加入重量份数1/2的固化剂，混合均匀后，得到浆料A；将重量份数1/3的填充剂加入到重量份数1/3的酚醛气凝胶中，然后加入重量份数1/2的固化剂，混合均匀后，得到浆料B；将浆料A均匀浸渍到纤维编织体的高密度区，将浆料B均匀浸渍到纤维编织体的低密度区，然后对完成浸渍的纤维编织体进行抽真空处理，再在100～120℃的温度条件下固化，冷却至室温，最后洗涤4～6次、老化3～6h和干燥2～4h，得到一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料。
本发明的有益效果：
本发明一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料的制备方法，选取硼酚醛树脂作为烧蚀材料基体，提高复合材料的耐热性能；同时采用碳基三维纤维编织体作为增强体，具有更好的抗冲击特性、更高的损伤容限以及能量吸收率，并且三维编织材料在烧蚀后，其骨架连接更为紧密，提高热防护结构的稳定性和安全性。采用正硅酸乙酯作为改性剂，可明显提高硼酚醛树脂的耐热温度，制备出具有凝胶网络互穿结构的杂化酚醛气凝胶，在400℃以下树脂仍可维持良好的热稳定性。最终制备得到的酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，热导率为0.173～0.212W/(m·K)，比热容为970～1000J/Kg.K，表明该烧蚀材料具有优异的耐热性能；弯曲强度为190～220MPa，证明该烧蚀材料具有优异的力学性能；通过氧乙炔焰烧蚀试验考核(条件为热流密度为4.8MW/m2，时间25s)背面温度为80～150℃，该烧蚀测试结果显示，该烧蚀材料耐多次烧蚀效果显著，综合表明本发明的烧蚀材料兼具良好的耐烧蚀性能和力学性能，有效地解决了传统的烧蚀材料不能兼具优异的耐烧蚀能力和力学性能，以及烧蚀材料不能耐多次烧蚀的问题。
本发明可获得一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料及其制备方法。
附图说明
图1为实施例1中碳纤维增强硅改性酚醛复合材料在100μm下的微观形貌图。
图2为实施例1中碳纤维增强硅改性酚醛复合材料在10μm下的微观形貌图。
图3为实施例1中碳纤维增强硅改性酚醛复合材料的扫描电镜图。
图4为图3中白色扫描线区域的元素成分分布情况，a代表C元素，b代表O元素，c代表Si元素，d代表Zr元素。
图5为实施例1中碳纤维增强硅改性酚醛复合材料烧蚀后在50μm下的微观形貌图。
图6为实施例1中碳纤维增强硅改性酚醛复合材料烧蚀后在20μm下的微观形貌图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，按重量份数由30～50份酚醛树脂、20～40份纤维编织体、10～30份酚醛改性剂、5～20份填充剂、10～20份固化剂和50～80份有机溶剂组成。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述的烧蚀材料按重量份数由35～50份酚醛树脂、20～40份纤维编织体、20～30份酚醛改性剂、10～20份填充剂、10～20份固化剂和50～80份有机溶剂组成。
其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：所述的酚醛树脂为硼酚醛树脂，作为烧蚀材料基体，提高复合材料的耐热性能。
其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述的纤维编织体为碳基三维纤维编织体。
采用碳基三维纤维编织体作为增强体，具有更好的抗冲击特性、更高的损伤容限以及能量吸收率，可以实现复合材料的量化，并且三维编织材料在烧蚀后，其骨架连接更为紧密，改善烧蚀后材料的骨架情况，提高热防护结构的稳定性和安全性。
其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的酚醛改性剂为正硅酸乙酯。
填加正硅酸乙酯改性剂，可明显提高酚醛树脂的耐热温度，制备出具有凝胶网络互穿结构的杂化酚醛气凝胶，在400℃以下，树脂可维持良好的热稳定性。
其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：所述的填充剂为二硅化锆，所述的固化剂为六亚甲基四胺。
添加ZrSi2，填充到纤维编织体的致密层，制备ZrSi2填充硅改性酚醛/碳纤维梯度烧蚀隔热复合材料；添加六亚甲基四胺，起到固化树脂的作用。
其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：所述的有机溶剂由氨水、冰乙酸和无水乙醇组成，氨水、冰乙酸与无水乙醇的体积比为3：3：4。
添加有机溶剂，有助于酚醛树脂的溶解，提高胶液的流动性，便于溶胶溶液的共混与后续配置。
其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料的制备方法，按以下步骤进行：
一、按重量份数称取30～50份酚醛树脂、20～40份纤维编织体、10～30份酚醛改性剂、5～20份填充剂、10～20份固化剂和50～80份有机溶剂；
二、将酚醛树脂加入到有机溶剂中，在70～90℃的温度条件下进行搅拌，待完全溶解后加入酚醛改性剂，在70～90℃下继续搅拌至完全溶解，得到酚醛溶胶液；将酚醛溶胶液进行梯度升温固化，得到固化后的酚醛溶胶；将固化后的酚醛溶胶置于密封装置中静置、干燥，得到酚醛气凝胶；
三、将重量份数2/3的填充剂加入到重量份数2/3的酚醛气凝胶中，然后加入重量份数1/2的固化剂，混合均匀后，得到浆料A；将重量份数1/3的填充剂加入到重量份数1/3的酚醛气凝胶中，然后加入重量份数1/2的固化剂，混合均匀后，得到浆料B；将浆料A均匀浸渍到纤维编织体的高密度区，将浆料B均匀浸渍到纤维编织体的低密度区，然后对完成浸渍的纤维编织体进行抽真空处理，再在100～120℃的温度条件下固化，冷却至室温，最后洗涤4～6次、老化3～6h和干燥2～4h，得到一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料。
本实施方式的有益效果：
本实施方式一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料的制备方法，选取硼酚醛树脂作为烧蚀材料基体，提高复合材料的耐热性能；同时采用碳基三维纤维编织体作为增强体，具有更好的抗冲击特性、更高的损伤容限以及能量吸收率，并且三维编织材料在烧蚀后，其骨架连接更为紧密，提高热防护结构的稳定性和安全性。采用正硅酸乙酯作为改性剂，可明显提高硼酚醛树脂的耐热温度，制备出具有凝胶网络互穿结构的杂化酚醛气凝胶，在400℃以下树脂仍可维持良好的热稳定性。最终制备得到的酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，热导率为0.173～0.212W/(m·K)，比热容为970～1000J/Kg.K，表明该烧蚀材料具有优异的耐热性能；弯曲强度为190～220MPa，证明该烧蚀材料具有优异的力学性能；通过氧乙炔焰烧蚀试验考核(条件为热流密度为4.8MW/m2，时间25s)背面温度为80～150℃，该烧蚀测试结果显示，该烧蚀材料耐多次烧蚀效果显著，综合表明本实施方式的烧蚀材料兼具良好的耐烧蚀性能和力学性能，有效地解决了传统的烧蚀材料不能兼具优异的耐烧蚀能力和力学性能，以及烧蚀材料不能耐多次烧蚀的问题。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式八不同点是：所述的酚醛树脂为硼酚醛树脂，所述的纤维编织体为碳基三维纤维编织体，所述的酚醛改性剂为正硅酸乙酯，所述的填充剂为二硅化锆，所述的固化剂为六亚甲基四胺，所述的有机溶剂由氨水、冰乙酸和无水乙醇组成，氨水、冰乙酸与无水乙醇的体积比为3：3：4。
其他步骤与具体实施方式八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式八或九不同点是：步骤二中将酚醛溶胶液进行梯度升温固化的步骤如下：将酚醛溶胶液转入反应釜中，先在70～90℃下凝胶30～50h，然后在110～120℃下固化2～4h，最后在140～160℃下固化2～3h，得到湿凝胶；将湿凝胶取出后置于乙醇溶液中洗涤与老化2～3d，且每10～12h更换一次乙醇溶液，得到固化后的酚醛溶胶；将固化后的酚醛溶胶置于密封装置中静置2～3d，再置于空气中干燥至质量不再发生变化，得到酚醛气凝胶。
其他步骤与具体实施方式八或九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料的制备方法，按以下步骤进行：
一、按重量份数称取40份硼酚醛树脂、30份碳基三维纤维编织体、20份正硅酸乙酯、10份二硅化锆、10份六亚甲基四胺和50份有机溶剂，有机溶剂由15份氨水、15份冰乙酸和20份无水乙醇组成。
二、将硼酚醛树脂加入到有机溶剂中，在80℃的温度条件下进行搅拌，待完全溶解后加入正硅酸乙酯，在80℃下继续搅拌至完全溶解，得到酚醛溶胶液；将酚醛溶胶液转入反应釜中，先在80℃下凝胶40h，然后在120℃下固化3h，最后在160℃下固化3h，得到湿凝胶；将湿凝胶取出后置于乙醇溶液中洗涤与老化3d，且每12h更换一次乙醇溶液，得到固化后的酚醛溶胶；将固化后的酚醛溶胶置于密封装置中静置3d，以减缓初期的干燥速度，再置于空气中干燥至质量不再发生变化，得到酚醛气凝胶。
三、将重量份数2/3的二硅化锆加入到重量份数2/3的酚醛气凝胶中，然后加入重量份数1/2的六亚甲基四胺，混合均匀后，得到浆料A；将重量份数1/3的二硅化锆加入到重量份数1/3的酚醛气凝胶中，然后加入重量份数1/2的六亚甲基四胺，混合均匀后，得到浆料B；通过注射工艺，利用注塑机将浆料A均匀浸渍到碳基三维纤维编织体的高密度区，将浆料B均匀浸渍到碳基三维纤维编织体的低密度区，然后采用真空袋压成型的方法，对完成浸渍的碳基三维纤维编织体进行抽真空处理，排除树脂胶液中的气泡，促进树脂与纤维形成良好浸润；再在120℃的温度条件下固化，冷却至室温，最后洗涤5次、老化5h和干燥3h，得到一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料。
实施例2：硼酚醛树脂35份，碳基三维纤维编织体20份，正硅酸乙酯20份，二硅化锆20份，六亚甲基四胺15份，有机溶剂60份(氨水20份、冰乙酸15份及无水乙醇25份)，具体制备方法同实施例1。
实施例3：硼酚醛树脂45份，碳基三维纤维编织体40份，正硅酸乙酯20份，二硅化锆20份，六亚甲基四胺20份，有机溶剂80份(氨水30份、冰乙酸20份及无水乙醇30份)，具体制备方法同实施例1。
实施例4：硼酚醛树脂50份，碳基三维纤维编织体20份，正硅酸乙酯30份，二硅化锆15份，六亚甲基四胺20份，有机溶剂70份(氨水20份、冰乙酸20份及无水乙醇30份)，具体制备方法同实施例1。
检测方法：将制备的酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，进行如下性能测试：
(1)热导率测试：
热导率测试参照标准YB/T 4130-2005进行。
(2)比热容测试
比热容测试参照标准GJB 330A-2000进行。
(3)弯曲强度测试
弯曲强度测试参照标准GBT 1449-2005进行。
(4)烧蚀能测试
烧蚀性能测试参照标准GJB 323A-96进行。
检测结果：实施例1-4制备得到的酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，其热导率为0.173～0.212W/(m·K)，比热容为970～1000J/Kg.K；弯曲强度为190～220MPa；通过氧乙炔焰烧蚀试验考核(条件：热流密度4.8MW/m2，时间25s)，背面温度为80～150℃。
而目前市面上主流的烧蚀材料为玻璃钢，其密度为1.5～2.0g/cm3，比热容为980J/Kg.K左右，拉伸强度为110MPa左右，弯曲强度为200MPa，剪切强度大于18MPa，但玻璃钢本身耐热效果差，长期使用温度在200℃以下，瞬时使用温度在2000℃左右时，热流密度为2.5～3mw/m2。而本发明烧蚀材料的优势在于，在兼顾力学性能的同时，耐烧蚀性能优异，通过氧乙炔焰烧蚀试验考核(条件：热流密度4.8MW/m2，时间25s)，背温小于100℃。
实施例1-4制备得到的酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料性能检测结果如表1：
表1
Figure BDA0003488170780000061
Figure BDA0003488170780000071
从上述性能测试结果中可以看出，本发明制备的烧蚀材料，同时具有优异的耐烧蚀性能和力学性能，发展前景广阔。
图1为实施例1中碳纤维增强硅改性酚醛复合材料在100μm下的微观形貌图，图2为实施例1中碳纤维增强硅改性酚醛复合材料在10μm下的微观形貌图。如图1-2所示，以及结合图2中“区域1”和“区域2”处的表征可以看出，硅改性酚醛对纤维形成了良好的浸润，并依然保持着气凝胶的孔隙结构，硅改性酚醛杂化气凝胶填充在纤维间的孔隙或包裹在纤维的表面，形成了对纤维的保护层。
图3为实施例1中碳纤维增强硅改性酚醛复合材料的扫描电镜图，图4为图3中白色扫描线区域的元素成分分布情况，a代表C元素，b代表O元素，c代表Si元素，d代表Zr元素。如图3-4所示，在ZrSi2聚集处，Zr元素显示出较高的检测强度，在气凝胶团簇处，Zr元素的检测强度较低，而Zr元素在纤维表面的检测强度更低，表明ZrSi2团聚体中不是完全由ZrSi2聚集而成，其中含有一定量的硅改性酚醛树脂。
图5为实施例1中碳纤维增强硅改性酚醛复合材料烧蚀后在50μm下的微观形貌图，图6为实施例1中碳纤维增强硅改性酚醛复合材料烧蚀后在20μm下的微观形貌图。如图5-6所示，色附着物呈块状结构，块体中含有少量孔隙和颗粒状，说明该块体是由ZrO2颗粒和无定型炭烧结在一起，ZrSi2氧化生成的SiO2在烧蚀高温下熔融，被气流冲刷掉，而ZrO2软化点高(约2200℃)，仍可附着在纤维或残炭上。

Claims (10)

1.一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，其特征在于它按重量份数由30～50份酚醛树脂、20～40份纤维编织体、10～30份酚醛改性剂、5～20份填充剂、10～20份固化剂和50～80份有机溶剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，其特征在于所述的烧蚀材料按重量份数由35～50份酚醛树脂、20～40份纤维编织体、20～30份酚醛改性剂、10～20份填充剂、10～20份固化剂和50～80份有机溶剂组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，其特征在于所述的酚醛树脂为硼酚醛树脂。
4.根据权利要求1或2所述的一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，其特征在于所述的纤维编织体为碳基三维纤维编织体。
5.根据权利要求1或2所述的一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，其特征在于所述的酚醛改性剂为正硅酸乙酯。
6.根据权利要求1或2所述的一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，其特征在于所述的填充剂为二硅化锆，所述的固化剂为六亚甲基四胺。
7.根据权利要求1或2所述的一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料，其特征在于所述的有机溶剂由氨水、冰乙酸和无水乙醇组成，氨水、冰乙酸与无水乙醇的体积比为3：3：4。
8.如权利要求1所述的一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料的制备方法，其特征在于该制备方法按以下步骤进行：
一、按重量份数称取30～50份酚醛树脂、20～40份纤维编织体、10～30份酚醛改性剂、5～20份填充剂、10～20份固化剂和50～80份有机溶剂；
二、将酚醛树脂加入到有机溶剂中，在70～90℃的温度条件下进行搅拌，待完全溶解后加入酚醛改性剂，在70～90℃下继续搅拌至完全溶解，得到酚醛溶胶液；将酚醛溶胶液进行梯度升温固化，得到固化后的酚醛溶胶；将固化后的酚醛溶胶置于密封装置中静置、干燥，得到酚醛气凝胶；
三、将重量份数2/3的填充剂加入到重量份数2/3的酚醛气凝胶中，然后加入重量份数1/2的固化剂，混合均匀后，得到浆料A；将重量份数1/3的填充剂加入到重量份数1/3的酚醛气凝胶中，然后加入重量份数1/2的固化剂，混合均匀后，得到浆料B；将浆料A均匀浸渍到纤维编织体的高密度区，将浆料B均匀浸渍到纤维编织体的低密度区，然后对完成浸渍的纤维编织体进行抽真空处理，再在100～120℃的温度条件下固化，冷却至室温，最后洗涤4～6次、老化3～6h和干燥2～4h，得到一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料。
9.根据权利要求8所述的一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料的制备方法，其特征在于所述的酚醛树脂为硼酚醛树脂，所述的纤维编织体为碳基三维纤维编织体，所述的酚醛改性剂为正硅酸乙酯，所述的填充剂为二硅化锆，所述的固化剂为六亚甲基四胺，所述的有机溶剂由氨水、冰乙酸和无水乙醇组成，氨水、冰乙酸与无水乙醇的体积比为3：3：4。
10.根据权利要求8所述的一种酚醛树脂浸渍碳基三维编织体的烧蚀材料的制备方法，其特征在于步骤二中将酚醛溶胶液进行梯度升温固化的步骤如下：将酚醛溶胶液转入反应釜中，先在70～90℃下凝胶30～50h，然后在110～120℃下固化2～4h，最后在140～160℃下固化2～3h，得到湿凝胶；将湿凝胶取出后置于乙醇溶液中洗涤与老化2～3d，且每10～12h更换一次乙醇溶液，得到固化后的酚醛溶胶；将固化后的酚醛溶胶置于密封装置中静置2～3d，再置于空气中干燥至质量不再发生变化，得到酚醛气凝胶。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116532058A (zh) * 2023-06-26 2023-08-04 北京玻钢院复合材料有限公司 一种无机硅杂化改性酚醛气凝胶及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107337474A (zh) * 2017-08-09 2017-11-10 航天特种材料及工艺技术研究所 一种碳基轻质热防护材料及其制备方法和应用
CN109957208A (zh) * 2019-03-28 2019-07-02 中国人民解放军国防科技大学 一种轻质微烧蚀型复合材料及其制备方法
CN110951210A (zh) * 2019-12-11 2020-04-03 华东理工大学 高强度纳米孔可陶瓷化烧蚀防热复合材料及其制备方法
CN111349306A (zh) * 2020-03-16 2020-06-30 武汉理工大学 一种可陶瓷化酚醛树脂及其制备方法和应用
CN112321894A (zh) * 2020-11-02 2021-02-05 航天特种材料及工艺技术研究所 一种无涂层轻质耐烧蚀隔热复合材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107337474A (zh) * 2017-08-09 2017-11-10 航天特种材料及工艺技术研究所 一种碳基轻质热防护材料及其制备方法和应用
CN109957208A (zh) * 2019-03-28 2019-07-02 中国人民解放军国防科技大学 一种轻质微烧蚀型复合材料及其制备方法
CN110951210A (zh) * 2019-12-11 2020-04-03 华东理工大学 高强度纳米孔可陶瓷化烧蚀防热复合材料及其制备方法
CN111349306A (zh) * 2020-03-16 2020-06-30 武汉理工大学 一种可陶瓷化酚醛树脂及其制备方法和应用
CN112321894A (zh) * 2020-11-02 2021-02-05 航天特种材料及工艺技术研究所 一种无涂层轻质耐烧蚀隔热复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
马秀萍;郭亚林;张;: "轻质烧蚀防热材料研究进展", 航天制造技术, no. 01 *
黄志雄;丁杰;秦岩;石敏先;刘天祥;: "ZrSi_2/硼酚醛泡沫的制备及其裂解产物的增强机制", 复合材料学报, no. 10, pages 2714 - 2780 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116532058A (zh) * 2023-06-26 2023-08-04 北京玻钢院复合材料有限公司 一种无机硅杂化改性酚醛气凝胶及其制备方法
CN116532058B (zh) * 2023-06-26 2023-10-17 北京玻钢院复合材料有限公司 一种无机硅杂化改性酚醛气凝胶及其制备方法

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