【摘 要】
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针对新一代航天器长时防隔热-高气动剪切的防热需求，以杂化酚醛树脂为基体、纤维布/纤维网胎逐层针刺结构为增强体，通过溶胶-凝胶工艺，制备出一种中密度-高强度-防隔热一体化的纳米孔树脂基复合材料（IPC-90），系统研究了石英纤维（QF/IPC-90）和碳纤维（CF/IPC-90）对复合材料的微观结构、力学性能、静态隔热和烧蚀性能的影响，探讨了其在低-中-高温度下的烧蚀机制。结果表明：纤维布的引入使I
【基金项目】
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国家自然科学基金 （22078100， 52102098）； 上海市青年科技人才扬帆计划 （20YF1410600）；
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针对新一代航天器长时防隔热-高气动剪切的防热需求，以杂化酚醛树脂为基体、纤维布/纤维网胎逐层针刺结构为增强体，通过溶胶-凝胶工艺，制备出一种中密度-高强度-防隔热一体化的纳米孔树脂基复合材料（IPC-90），系统研究了石英纤维（QF/IPC-90）和碳纤维（CF/IPC-90）对复合材料的微观结构、力学性能、静态隔热和烧蚀性能的影响，探讨了其在低-中-高温度下的烧蚀机制。结果表明：纤维布的引入使IPC-90具有优异的力学性能（拉伸曲强度 >120 MPa，弯曲强度 >90 MPa）；纳米孔基体和纤维网胎的引入使IPC-90在中密度(～0.95 g/cm3)下具有较低的热导率（室温热导率依次为0.089和0.120 W/（m·K））。在1000℃静态隔热试验中，两种材料均展现了较好的热稳定性和抗氧化性，其等效热导率分别为0.142 W/（m·K）和0.186 W/（m·K）。在2000℃以下氧气-丙烷烧蚀试验中，QF/IPC-90和CF/IPC-90的烧蚀主要由基体热解、碳化收缩引起，其1600℃下的线烧蚀率依次为0.0208 mm/s和0.0133 mm/s；在2000℃ 以上氧-乙炔烧蚀试验中，CF/IPC-90的烧蚀由表面超高温碳化-升华主导，而QF/IPC-90则因石英纤维熔融导致其抗烧蚀性下降较为明显，两者在4.2 MW/m2下的线烧蚀率依次为0.073 mm/s和0.186 mm/s。
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