通过混合热塑性复合材料的增材制造实现了先进的热保护系统
Teodor Adrian Badea1, Alexa-Andreea Crisan1, Lucia Raluca Maier1
1Composite Materials Laboratory for Aeronautical Field, Romanian Research & Development Institute for Gas Turbines-COMOTI, 220D Iuliu Maniu Av., 061126 Bucharest, Romania.
Polymers
|November 27, 2025
概括
具有内部空气室的先进混合复合热保护系统 (TPS) 原型显示出有希望的性能. 几种设计在极端高温下保持了结构完整性和低背面温度,表明有效的热管理.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 航空航天工程 航空航天工程
- 热力工程是热力工程中的一个.
背景情况:
- 开发先进的热保护系统 (TPS) 对高温应用至关重要.
- 传统的TPS材料在极端热环境中面临限制.
- 需要创新的设计来提高传热电阻和整体热性能.
研究的目的:
- 为了研究七个先进的混合复合材料TPS原型的热保护性能.
- 评估创新的内部空气室设计的有效性.
- 评估各种强化和混合化策略对TPS性能的影响.
主要方法:
- 使用化沉积建模 (FDM) 用耐火热塑料制造的原型.
- 混合化包括连续碳/玻璃纤维,陶涂层和碳纤维增强聚合物 (CFRP) 层.
- 使用严格的氧乙烯火 (OAT) 协议在1600±50°C60秒和90秒内验证的性能.
主要成果:
- 背面温度始终保持在85°C以下,远低于200°C标准值.
- 原型4.1和4.2表现出卓越的性能,保持结构完整性和低背面温度.
- 标本6.2显示了快速降解,突出其作为一个早期查工具的实用性,以聚合物为基础的除TPS.
结论:
- 内部空气室的设计显著提高了混合复合TPS的热保护性能.
- 先进的混合复合材料,特别是原型4.1和4.2,为极端环境提供强大的热管理解决方案.
- 该OAT测试协议有效地选了新型TPS架构的消耗性性能.


