[發明專利]耐燒蝕酚醛樹脂熱解過程放氣量測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201810652286.X
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108918340B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 胡宏林;余瑞蓮;王偉;紀高寧
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01N7/16
• 分類號: G01N7/16
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明涉及一種耐燒蝕酚醛樹脂熱解過程放氣量測試裝置及測試方法，屬于定量分析測試領域。所述裝置包括試樣腔、氣體擴散腔、加熱系統、真空控制系統、溫度控制和測量裝置、壓強測量裝置及數據采集和處理系統，試樣腔用于放置待測酚醛樹脂，氣體擴散腔與試樣腔連通，加熱系統用于給試樣腔和/或氣體擴散腔加熱，真空控制系統用于給試樣腔和氣體擴散腔抽真空，壓強測量裝置用于測量氣體擴散腔內的壓強，溫度控制和測量裝置用于控制加熱溫度和測量試樣腔和氣體擴散腔的溫度，數據采集和處理系統用于根據氣體擴散腔的壓強和試樣腔和氣體擴散腔的溫度確定酚醛樹脂熱解過程放氣量。本發明實現了對樹脂熱解放出氣體體積量隨溫度變化過程的準確測量。

技術領域

本發明涉及一種耐燒蝕酚醛樹脂熱解過程放氣量測試裝置及測試方法，屬于定量分析測試領域。

背景技術

耐燒蝕酚醛樹脂基復合材料作為再入式飛行器主要的燒蝕熱防護材料，在燒蝕過程中會釋放大量的氣體，其組成主要由水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、微量的苯及其同系物、苯酚及其同系物組成，這些氣體主要是由酚醛樹脂熱熱解產生。

在目前國內外的研究中，對樹脂熱解氣體的種類和組成比例的定性半定量分析已有諸多報道，但是由于樹脂熱解氣體組成成分復雜，氣體在不同溫度條件下的狀態不同，例如，在100℃環境溫度時，熱解出來的產物有氣體、液體和固體三種狀態，而在300℃環境溫度時，熱解產物則全部為氣態，對耐燒蝕酚醛樹脂熱解氣體體積的準確測量目前還無法實現。

樹脂熱解氣體體積的準確測量具有的重要意義有：間接衡量燒蝕防護材料層在服役過程中的內壓變化，評價樹脂的本征熱性能。因而亟需一種耐燒蝕酚醛樹脂熱解過程放氣量測試裝置，以滿足對不同溫度、不同熱解產物狀態下酚醛樹脂的熱解放氣量的測量需求。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術難點，提供一種耐燒蝕酚醛樹脂熱解過程放氣量測試裝置及測試方法，實現了對樹脂熱解放出氣體體積量隨溫度變化過程的準確測量，以評價樹脂的本征熱性能優劣。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種酚醛樹脂熱解過程放氣量測試裝置，包括試樣腔、氣體擴散腔、加熱系統、真空控制系統、溫度控制和測量裝置、壓強測量裝置及數據采集和處理系統，所述試樣腔用于放置待測酚醛樹脂，所述氣體擴散腔與所述試樣腔連通，所述加熱系統用于給所述試樣腔和/或氣體擴散腔加熱，所述真空控制系統用于給所述試樣腔和氣體擴散腔抽真空，所述壓強測量裝置用于測量所述氣體擴散腔內的壓強，所述溫度控制和測量裝置用于控制加熱溫度和測量所述試樣腔和氣體擴散腔的溫度，所述數據采集和處理系統用于根據所述氣體擴散腔的壓強和所述試樣腔和氣體擴散腔的溫度確定酚醛樹脂熱解過程放氣量。

在一可選實施例中，所述試樣腔和氣體擴散腔均為鉻鋁合金材質。

在一可選實施例中，所述試樣腔和氣體擴散腔的壁厚均為5-10mm。

在一可選實施例中，所述加熱系統的升溫速率為5～40℃/分鐘。

在一可選實施例中，所述試樣腔與所述氣體擴散腔的體積比為(0.01-0.025)：1。

一種酚醛樹脂熱解過程放氣量測試方法，包括以下步驟：

步驟1、將待測樹脂放入測試裝置的試樣腔內，所述測試裝置包括所述試樣腔以及氣體擴散腔、加熱系統、真空控制系統、溫度控制和測量裝置、壓強測量裝置及數據采集和處理系統，所述氣體擴散腔與所述試樣腔連通；

步驟2、通過所述真空控制系統給所述試樣腔和氣體擴散腔抽真空；

步驟3、抽真空后，通過所述加熱系統給所述試樣腔和氣體擴散腔加熱，通過所述溫度控制和測量裝置控制加熱溫度；