环氧树脂液氧相容性研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

液氧沸点为-183°,具有强氧化性,一般材料在液氧中静置时会发生脆化和裂纹破坏等现象,无明显的化学变化,但受到冲击、碰撞、摩擦、静电等作用时,可能发生急剧的化学反应,如爆鸣、燃烧或爆炸。alan f. clark在1974年对与液氧相容的材料描述为“a compatible material can be defined as one that will maintain itsdesirable properties in the presence of oxygen”。即液氧相容性表征了当材料在液氧环境中受到外界作用力(如撞击、摩擦、静电等)时,材料不会发生爆炸、火花、燃烧等剧烈的化学反应的性质。而如果材料在液氧环境中受到外界作用力而发生爆炸、火花、燃烧等现象,则称其为与液氧不相容。

用于液氧中的金属材料应具有金相稳定性,用于液氧中的非金属材料要求材料在液氧中不变脆,在低温下有一定的弹性,线性膨胀系数最好接近于金属。与液氧相容的金属材料主要有不锈钢、9%镍铬合金、铝及其合金、铜及其合金、镍及其合金等;钛与液氧能发生缓慢反应,碳钢在低温下会变脆,都不宜选用;可在液氧下使用的非金属材料主要有聚四氟乙烯(tfe)、未增塑的聚三氟氯乙烯、氟橡胶、氟醚胶、石棉等。非金属材料与液氧的相容性一般很差,易与液氧发生氧化燃烧。

目前液氧储罐仍然以金属储罐为主,但在航天器制备中,贮罐的自重越大,意味着航天器升空时克服地球引力所消耗的能量越多,而所承载的液体燃料也越少,所以液体贮罐的自重降低将对项目成本的降低极为重要。而树脂基复合材料拥有高比强、高比模,以及能够根据制品要求灵活设计的特点和优点,广泛应用于压力容器领域。因此,制备能够满足液体燃料贮罐的复合材料制品逐渐提上议程。与铝或其他金属相比,节省20%到40%是可能的。此外由于铝的低成本以及其良好的液氧相容性,能够起到防止液体渗漏的作用,所以目前而言,国外的复合材料贮罐发展大体有两个方向,一方面是采用铝作为内衬的复合材料贮罐,而另外一种是无内衬的复合材料贮罐。

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2. 研究的基本内容与方案


2.1基本内容


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3. 研究计划与安排

第1-3周,基于课题查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案并完成开题报告。

第4-5周,按照设计方案熟悉设备、准备原材料。

第6-11周,制备改性环氧树脂浇筑体试样,对其力学性能以及微观形貌进行表征。

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4. 参考文献(12篇以上)

  1. 王戈,李效东,曾竞成,李公义,唐云. 与液氧相容聚合物基体材料[j]. 复合材料学报,2015,22(6):108-113

  2. clark a f, hust j g. a reviewof the compatibility of structural materials with oxygen [j]. aiaa journal, 1974.12(4):441-454

  3. 刘晓春,索志勇,郭伟,孙海云,方涛. 液氧相容性材料研究现状[j].化工管理,2016.10:110-112

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