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Mecanismo de Ablación y Proceso de Materiales de Protección Térmica de Fieltro de Cuarzo Agujereado de Baja Densidad/Resina Fenólica Bajo Flujo de Calor de Largo Plazo y Bajo-Medio

Autores: Huang, Xiaoyu; Zhao, Yuwen; Wang, Kaining; Wang, Yifan; Ding, Chen; Wang, Yichun; Liu, Xianlong; Duan, Xiuhui

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Mecanismo de Ablación y Proceso de Materiales de Protección Térmica de Fieltro de Cuarzo Agujereado de Baja Densidad/Resina Fenólica Bajo Flujo de Calor de Largo Plazo y Bajo-Medio


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Bajo densidad
Fibra de cuarzo
Compuestos de resina fenólica
Proceso de ablación
Mecanismos de pirólisis
Respuesta térmica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 34

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En la industria aeroespacial, los compuestos de fibra de cuarzo de baja densidad/resina fenólica ofrecen ventajas como bajo costo, baja densidad, alta aislamiento térmico y excelente resistencia térmica, lo que los convierte en un candidato prometedor cuando se exponen a un entorno de flujo de calor bajo-medio a largo plazo. Sin embargo, actualmente hay una falta de comprensión sobre la evolución de la ablación y los mecanismos de estos materiales en este entorno, lo que dificulta la mejora del rendimiento del material. Además, hay una cuantificación insuficiente de sus procesos de pirólisis, lo que es perjudicial para el desarrollo de modelos matemáticos posteriores para la respuesta térmica de ablación. Por lo tanto, este trabajo se centra en el estudio del proceso de ablación de fieltro de cuarzo de baja densidad/resina fenólica (PR/NQF) bajo flujo de calor bajo-medio a largo plazo. Se obtuvieron muestras de ablación de PR/NQF con diferentes densidades tratándolas con una lámpara de cuarzo a diferentes temperaturas. Se analizaron las diferencias en la carbonización de la superficie de ablación de PR/NQF a través de experimentos de SEM, microCT, FTIR, XRD y XPS, revelando la influencia de la temperatura de ablación y la densidad del compuesto. Posteriormente, se analizó el mecanismo de pirólisis de PR/NQF utilizando Py-GC-MS, lo que resultó en información sobre la evolución y la proporción de componentes de los gases de pirólisis y sus correlaciones de temperatura. Para describir mejor el proceso de pirólisis de PR/NQF de baja densidad, se desarrolló un modelo de cinética de pirólisis basado en los resultados experimentales de TGA, y se validó la consistencia entre los resultados ajustados y los valores teóricos. Las conclusiones de este estudio brindan apoyo para analizar los mecanismos de ablación y los procesos de evolución de PR/NQF de baja densidad bajo flujo de calor bajo-medio a largo plazo. Además, las conclusiones ofrecieron un cierto grado de apoyo de datos básicos para modelos matemáticos de procesos de ablación y el desarrollo de nuevos materiales de protección térmica.

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