空天飞行器防热结构一体化陶瓷基复合材料及其应用基础问题

新型可重复使用低密度防热结构一体化材料被认为是未来先进空天飞行器的四大关键技术之一。本项目以组合襟翼为背景，用CVI方法制备纤维以及具有类似团束微结构的晶须和颗粒增韧SiC基复合材料。通过陶瓷先驱体在三种预制体团束内外扩散沉积动力学研究，实现团束内外基体沉积的控制；通过界面损伤与破坏机理研究，对界面层厚度与结构进行优化，实现强度和韧性的合理匹配；通过以团簇为核心，考虑团束界面、簇界面和增强体与纤维界面综合作用的多尺度强韧化模型研究，实现强度和韧性的同时提高；通过高温高载荷低速摩擦磨损条件下碳相和SiC相的作用机理研究，实现基体组成和嵌入材料的优化组合；通过含孔与含接头三种复合材料破坏机理研究，发展热应力补偿接头结构设计与接头失效分析测试方法；通过烧蚀过程中碳相和SiC相的作用机理研究，实现三种复合材料基体组成与抗烧蚀性能的优化。最终建立组合襟翼的材料体系，并解决相关的应用基础问题。