एरोस्पेस उत्पादनांच्या औष्णिक संरक्षण डिझाइनमध्ये, लक्षणीय जाडी आवश्यक असलेल्या, गुंतागुंतीची भूमिती असलेल्या किंवा ताण-तडे जाण्याची शक्यता असलेल्या घटकांसाठी, पारंपरिक औष्णिक संरक्षण लेपनांना पर्याय म्हणून संमिश्र पदार्थांचा वारंवार वापर केला जातो. शिवाय, संमिश्र औष्णिक संरक्षण संरचना विविध निर्मितीचे पर्याय देतात: त्यांना थेट विशिष्ट औष्णिक संरक्षण स्थळावर वेगाने तयार केले जाऊ शकते, किंवा पूर्वनिर्मित संमिश्र औष्णिक संरक्षण स्लीव्हज वापरून त्यांना जागेवर चिकटवले जाऊ शकते, ज्यामुळे कार्यक्षम आणि सोयीस्कर तयारी प्रक्रियेचे विशिष्ट फायदे मिळतात. सध्या, फिनोलिक ग्लास फायबर कंपोझिट्सचा औष्णिक संरक्षण संरचनांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, कारण त्यांच्यामध्ये संरचनात्मक स्थिरता, उच्च-तापमान प्रतिरोध, उच्च चार यील्ड, कमी ॲब्लेशन दर, उच्च यांत्रिक शक्ती आणि उत्कृष्ट आघात सहनशीलता यांसारखे अनेक गुणधर्म आहेत.
फिनोलिक ग्लास फायबर कंपोझिट्सएरोस्पेस क्षेत्रात व्यापक वापरासाठी यात मोठी क्षमता आहे. त्यांच्या औष्णिक संरक्षण यंत्रणेमध्ये अनेक संरक्षक प्रक्रियांचा एक सहक्रियात्मक परस्परसंबंध असतो, ज्यामध्ये उष्णता वहन रोखणे, एंडोथर्मिक पायरोलिसिस, कोळशाच्या थराद्वारे प्रदान केलेले औष्णिक इन्सुलेशन आणि संरचनात्मक आधार यांचा समावेश होतो. हा शोधनिबंध प्रामुख्याने उष्णता वहन रोखणे, एंडोथर्मिक पायरोलिसिस आणि कोळशाच्या थराद्वारे प्रदान केलेले औष्णिक इन्सुलेशन या दृष्टिकोनातून औष्णिक संरक्षण यंत्रणेचे विश्लेषण करेल.
१. उष्णता वहनास प्रतिबंध
फिनोलिक ग्लास फायबर कंपोझिटमध्ये, फिनोलिक रेझिन मॅट्रिक्सची स्वतःची कमी औष्णिक वाहकता असते, ज्यामुळे बाहेरील उष्णतेचे वहन लक्षणीयरीत्या मंदावते. जेव्हा कंपोझिट मटेरियल उड्डाणादरम्यान आढळणाऱ्या उच्च-तापमानाच्या वातावरणाच्या संपर्कात येते, तेव्हा उष्णता सुरुवातीला बाह्य पृष्ठभागावरून आतल्या बाजूला पसरते. तथापि, फिनोलिक रेझिन मॅट्रिक्समध्ये असलेली मॅक्रोमॉलिक्युलर साखळी रचना उष्णता वहनाच्या मार्गांमध्ये अडथळा निर्माण करते, ज्यामुळे उष्णता हस्तांतरणाच्या दरात लक्षणीय घट होते. त्याच वेळी, कंपोझिटमधील ग्लास फायबरच्या उपस्थितीमुळे अंतर्गत उष्णता वहनाचे मार्ग आणखी बदलतात. शिवाय, ग्लास फायबर आणि फिनोलिक रेझिन यांच्यातील इंटरफेस उच्च औष्णिक प्रतिरोध दर्शवतो; परिणामी, उष्णता या इंटरफेसमधून जाताना अतिरिक्त अडथळ्याचा सामना करते, ज्यामुळे उष्णता वहन प्रक्रियेला आणखी प्रतिबंध होतो आणि कंपोझिट मटेरियलमधील तापमान वाढीचा दर प्रभावीपणे कमी होतो.
२. एंडोथर्मिक पायरोलिसिस
उच्च-तापमानाच्या बाह्य वातावरणाच्या संपर्कात आल्यावर, फिनोलिक रेझिनमध्ये सतत पायरोलिसिस अभिक्रिया घडतात. ही पायरोलिसिस प्रक्रिया एक एंडोथर्मिक (उष्मा शोषक) अभिक्रिया आहे: औष्णिक ऊर्जा शोषल्यावर, फिनोलिक रेझिनच्या रेणूंमधील रासायनिक बंध तुटतात, ज्यामुळे पदार्थाचे लहान-रेणू वायू आणि कार्बनयुक्त अवशेषांमध्ये विघटन होते. ही प्रक्रिया बाह्य वातावरणातून कंपोझिटच्या पृष्ठभागावर हस्तांतरित होणारी औष्णिक ऊर्जा प्रभावीपणे वापरते, ज्यामुळे कंपोझिट पदार्थाच्या पृष्ठभागाचे तापमान एकाच वेळी कमी होते. ३. चार लेयरद्वारे औष्णिक इन्सुलेशन
पायरोलिसिस अभिक्रिया जसजशी पुढे सरकते, तसतसा पृष्ठभागावर हळूहळू कोळशाचा थर तयार होतो.फिनोलिक रेझिन कंपोझिटया कोळशाच्या थरात सच्छिद्र रचना असते, ज्याची छिद्रे अत्यंत कमी औष्णिक वाहकता दर्शविणाऱ्या वायूंनी भरलेली असतात; हे वैशिष्ट्य कंपोझिटच्या औष्णिक इन्सुलेशन क्षमतेत आणखी वाढ करते. त्याचबरोबर, कोळशाच्या थराचा पृष्ठभाग कठीण असतो, जो विशिष्ट वायुगतिकीय दाब आणि यांत्रिक भार सहन करण्यास सक्षम असतो, ज्यामुळे तो खालील न जळालेल्या पदार्थाचे उच्च-तापमानाच्या वायू प्रवाहांच्या झीज आणि क्षरणाच्या परिणामांपासून संरक्षण करतो. कंपोझिटच्या पृष्ठभागावर तयार झालेला कोळशाचा थर केवळ इन्सुलेशनचे कार्यच करत नाही, तर काही प्रमाणात कंपोझिटमधील वस्तुमानाची घट देखील कमी करतो, ज्यामुळे औष्णिक संरक्षण रचनेचे सेवा आयुष्य वाढते.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०३-एप्रिल-२०२६
