【摘 要】
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随着航空航天事业及军事科技的发展,无论是航空航天器还是导弹飞行器都越来越追求高速度运行,这对材料的要求极为苛刻,特别是透波复合材料,轻质复合材料等,同时,材料还需要具备在高速运行下的热稳定性。本文以硅树脂复合材料为研究对象,探究硅树脂的热解行为,并对硅树脂复合材料进行了350℃～1 000℃热处理,并针对热处理对硅树脂及其复合材料性能的影响进行了研究。依据硅树脂在室温以及不同温度热处理后的耐高温性
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随着航空航天事业及军事科技的发展,无论是航空航天器还是导弹飞行器都越来越追求高速度运行,这对材料的要求极为苛刻,特别是透波复合材料,轻质复合材料等,同时,材料还需要具备在高速运行下的热稳定性。本文以硅树脂复合材料为研究对象,探究硅树脂的热解行为,并对硅树脂复合材料进行了350℃～1 000℃热处理,并针对热处理对硅树脂及其复合材料性能的影响进行了研究。依据硅树脂在室温以及不同温度热处理后的耐高温性能和质量损失率,筛选出TCH-2硅树脂作为复合材料基体树脂;根据不同应用环境和处理温度制备了硅树脂基石英纤维复合材料、硅树脂基高硅氧纤维复合材料和硅树脂基碳纤维复合材料,并根据硅树脂和纤维特性确定了热压工艺;对350℃～1000℃热处理后复合材料性能表现和变化进行了研究。本文合成了5种R/Si=1.2,Ph/Si分别为0.2、0.3、0.4、0.5和0.6的硅树脂,通过GPC、FT-IR、DSC和粘温关系等测试手段,设计了硅树脂的固化工艺。以500℃为界限,下至350℃,上至1 000℃,对硅树脂进行了热处理,通过XPS、FT-IR、TG和DTG等测试手段,研究了硅树脂在室温以及不同温度热处理之后结构的变化,探究了硅树脂在空气以及氩气气氛中的热解行为。本文成功制备了硅树脂基石英纤维复合材料,并通过对比得出,树脂含量为33%时,复合材料弯曲强度达到最大值,为203 MPa;经过350℃～500℃热处理后,400℃热处理1 h后的复合材料性能最好,在500℃-5 min的测试条件下仍能保留73 MPa,室温下可保留108 MPa。本文成功制备了硅树脂基高硅氧纤维复合材料,通过对比得出,硅树脂含量为24wt%时,弯曲强度更好,为124 MPa;对复合材料进行600℃～1 000℃热处理后,在室温下以及600℃-5 min测试条件下弯曲强度最好的分别是经过900℃和1 000℃热处理后的复合材料,其强度分别为20 MPa和27 MPa。对比TCH-4,以TCH-2作为基体的碳纤维复合材料的弯曲强度更好,可以达到299 MPa;对复合材料进行600℃～1 000℃热处理后,经过900℃热处理后的复合材料性室温下弯曲强度为69 MPa;1 000℃热处理后的复合材料在600℃-5 min测试情况下,可以保留35 MPa弯曲强度。
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