论文部分内容阅读
近年来随着飞行器的速度不断提高,在飞行中为保证部件正常运行,连接处需要使用至少耐800℃的密封剂进行密封。有机类密封剂在高温下会发生碳化分解降低密封效果,而无机类密封剂具有优异的耐高温性能以及较高的粘接强度,能在高温下长期使用。因此研制一种耐800℃无机密封剂,并改善其耐水性以及气密性具有重要的实际意义。本文对硅酸钠树脂进行化学改性,加入氧化铝、纳米氧化硅、硅酸锆等无机填料,制备了一种可低温固化的耐高温无机密封剂。考察了填料种类及添加量对密封剂性能的影响,并对密封剂力学性能、密封性能、绝缘性能、热稳定性、微观形貌、晶体结构等方面进行了表征。分析结果表明:密封剂对于钛合金、碳化硅及高温合金钢有着良好的粘接性,室温及800℃剪切强度均大于4.5 MPa;密封剂在0.5 MPa起始气压下,压力下降10%时室温密封时间为900 s,800℃时密封时间为370 s;密封剂在500 V外加电压下常温电阻大于500 M?,在800℃时电阻值降为2 M?;TG显示密封剂具有良好的高温稳定性,800℃内总失重小于2%;XRD显示密封剂在高温下生成了铝硅化合物,一定程度上提高了密封剂的高温稳定性;湿热环境会降低密封剂力学性能以及密封性能,老化56周期后,剪切强度从6.28MPa下降到5.46 MPa,密封时间由874 s降为459 s。在密封剂配方基础上加入填料偏硅酸锂和钨酸锆,以提高其耐水性并降低热膨胀系数,利用喷涂工艺在石英复合材料表面制备出耐高温密封涂层。通过力学性能、密封性能、耐磨性能、耐久性能、微观形貌、晶体结构等测试方法对涂层性能进行了表征。分析结果表明:涂层对于石英复合材料有良好的粘接性能,室温强度为4.1 MPa,800℃时强度为3.18 MPa;涂层在室温条件下密封时间为457 s,800℃时密封时间为137 s;使用喷砂机对涂层进行耐磨性测试,200℃时涂层的耐磨损性能最佳,处理温度越高涂层的耐磨性越差;涂层在人工海水环境下随着浸泡时间延长,粘接性能不断下降,30 d后剪切强度降为2.25 MPa;XRD显示800℃处理后钨酸锆发生了分解并生成了钨酸盐的新峰;涂层随湿热老化周期延长涂层内部孔隙增多,老化56周期时剪切强度降为3.55 MPa。