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细编穿刺C/C复合材料是一种新型耐高温材料,具有重量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低和吸振性好等一系列优异性能,因此是航天飞机、洲际导弹端头材料的最佳选择之一。由于细编穿刺C/C复合材料的制造特点和应用部位大多结构复杂,制造难度大,并处于高温和振动环境中,以及贮存过程中受到各种环境长期破坏性的影响。采用胶接技术进行连接,不仅可以满足粘接接头耐热性能和耐久性能的技术要求,而且还可以减轻结构重量并简化制造工艺。据此,本文制备了一种用于 C/C复合材料结构粘接的130℃固化单组分耐高温胶粘剂,并对其粘接性能进行了研究。 本文通过合成有机硅改性酚醛树脂、酚醛树脂封端的有机硅改性石棉和混炼丁腈橡胶,以及研究固化促进剂对酚醛树脂固化温度、粘接强度和耐热性能的影响,最终制备了C/C复合材料结构粘接用130℃固化单组分耐高温胶粘剂,并研究了这种胶粘剂玻璃化温度、交联密度、弹性模量与固化行为之间的关系,以及胶粘剂的贮存性能和热分解行为与机理。计算了胶粘剂在细编穿刺C/C复合材料表面的浸润时间。研究了胶粘剂在不同温度和不同粘接方向上粘接细编穿刺C/C复合材料剪切强度的变化规律。利用X射线能谱和扫描电子显微镜,分析了粘接接头在不同温度下和模拟环境下,表界面微观形貌、元素组成和破坏形式的变化行为。还研究了粘接接头热老化行为及其时温等效性关系。利用X射线能谱、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱等方法分析了细编穿刺C/C复合材料经不同表面处理方法处理后,表界面微观形貌、元素组成和C-O、C=O、C-Si等官能团的变化行为。研究了细编穿刺C/C复合材料经不同表面处理方法处理后粘接接头在湿热老化条件下,剪切强度、吸水率、玻璃化温度、表界面微观形貌、元素组成和破坏形式等的变化行。研究了盐雾老化条件下粘接接头剪切强度的变化规律,揭示了盐雾老化的破坏作用要比湿热老化更为剧烈这一规律。确立了湿热老化条件下粘接接头剪切强度和吸水率的相关系数,计算了湿热老化条件下水分在粘接接头的扩散系数和扩散动力学,以及不同表面处理方法对水分扩散系数和扩散动力学的影响。推导出了粘接接头在不同湿热老化温度下达到服役期的老化时间;建立了粘接接头达到服役期时,玻璃化温度、吸水率和湿热老化温度的模型,并证明了此模型可以用来预测粘接接头达到服役期时胶粘剂的玻璃化温度和吸水率等性能。