1.1目的及意义

近几十年来，随着全球火箭、导弹和宇航技术的飞速发展和迅速进步，对耐热层的耐烧蚀、耐热流冲刷以及力学性能等方面提出了更高的要求。烧蚀防护技术是航天器的关键技术之一。常用于防热结构的复合烧蚀材料主要有碳/酚 醛、模压高硅氧和C/C复合材料等，耐高温酚醛树脂基烧蚀复合材料有着不可替代的地位。其中，酚醛树脂基复合材料是烧蚀防热材料中应用最为广泛的一类材料，但在应用中发现此类复合材料在高温气流冲刷下的烧蚀量低于玻璃布和石英玻璃布等复合材料，且极易出现揭层甚至开裂等问题，严重影响了材料使用的可靠性。因此，发展新型碳／酚醛防热复合材料，在提高材料力学性能和抗烧蚀性能的同时，进一步实现烧蚀形貌的控制成为未来树脂基防热复合材料的研究重点之一。

2.5D编织复合材料采用机织或编织成型,通过纬纱和经纱之间缠绕形成互锁,纤维束在厚度方向上以一定角度进行交织,使材料具有更好的整体性,因而具有良好的剪切性能及很强的可设计性。2.5D编织复合材料避免了 2D编织复合材料层间性能差和3D编织复合材料工艺复杂的缺点,降低了制造成本、缩短了生产周期,且易于制备回转构件,如头锥、壳体等复杂结构件。近年来,陶瓷基2.5D编织复合材料因具有优异的耐烧蚀性和透波特性,在航空航天领域受到越来越多研究者的关注。

1.2 国内外研究现状

在国外,Dalmaz 等采用超声技术测量了2.5DC/SiC编织复合材料的9个独立弹性常数,还基于Eshelby模型预测了材料的等效弹性模量,并与实验相吻合。Boitier等针对2.5DC/SiC编织复合材料进行了拉伸蠕变实验,并通过TEM和高分辨率扫描电镜(HREM) 对材 料的微观结构及其演化规律进行了观察。在国内,Ma等针对CVI工艺制备的2.5DC /SiC复合材料 的微观结构进行了表征,并沿经纱和纬纱方向对材料进行了拉伸实验,结果显示其应力—应变曲线具有明显的非线性特征。郑君等基于经纱矩形截面及纬 纱双凸透镜截面假设,分析2.5D机织复合材料的 细观结构,考虑了经密和纬密的变化,建立了该复合材料的单胞几何模型。董伟锋等分别通过刚度 平均法和有限元法预测了2.5D层与层浅交弯联编织复合材料的弹性性能随编织参数的变化规律。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

（1）以硼酚醛树脂为基体，添加功能填料，采用不同形式的石英纤维增强材料，制备石英纤维增强复合材料。

（2）测试复合材料其热物理性能，对其进行高温处理，测试其高温力学性能，并对材料的断裂机制进行研究，用氧乙炔测试其烧蚀性能。

（3）在硼酚醛中加入增强粉体制备复合板材，测试其各项性能，并对比。