سازوكار فداشوندگي سپرهاي گرمايي نانوكامپوزيتي بر پايه پليمر گرما سخت و خاك ‌رس

Ablation Mechanism of Nanocomposite Heat Shields Based on Thermoset Polymer and Clay

بازگشت موفقيت آميز دستگاههاي پرنده هوافضايي به جو زمين بستگي زيادي به حفاظت گرمايي سازه آنها در برابر گرمايش آيروديناميكي دارد. در شرايط شوكهاي گرمايي ناگهاني، استفاده از عايقهاي حرارتي غيرفعال، به ويژه كامپوزيتهاي فداشونده زغال گذار نسبت به ديگر روشها موثرتر و به صرفه‌تر است. مهمترين محدوديتهاي اين كامپوزيت ها، سرعت نسبتاٌ زياد خوردگي ناشي از جريان گاز داغ و پايين بودن مقاومت مكانيكي زغال تشكيل شده ناشي از فداشدن است. در اين تحقيق براي رفع اين مشكلات از نانو فناوري استفاده ‌شده است. نتايج آزمون هاي شعله اكسي استيلن نشان مي دهد در شرايط شار گرمايي و زمان يكسان ، كارايي فداشدن عايق نانوكامپوزيتي، از طريق كاهش درجه حرارت پشت عايق، 30 تا 40 درصد افزايش يافته است. تشكيل لايه سراميكي روي زغال ناشي از تخريب حرارتي در نانوكامپوزيتهاي فداشونده در درجه حرارت بالا، علاوه بر افزايش مقاومت مكانيكي زغال و كاهش خوردگي سطح، به عنوان سپر حرارتي ثانويه عمل كرده، از باقيمانده عايق زيرين محافظت مي كند. اين پديده با اعمال شار حرارتي خارجي تشعشعي معادل 2-W.m 104×8 روي سطح نمونه در آزمون كالريمتر مخروطي تاييد مي شود.