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[拼音]：shaoshi cailiao

[英文]：ablative material

一種固體防熱材料，主要用於導彈頭部、航天器再入艙外表面和火箭發動機內表面。這種材料在熱流作用下能發生分解、熔化、蒸發、昇華、侵蝕等物理和化學變化，借材料表面的質量消耗帶走大量的熱，以達到阻止再入大氣層時(見航天器返回技術)的熱流傳入飛行器內部並冷卻火箭發動機燃燒室和噴管的目的。所謂燒蝕，也就是導彈和飛行器再入大氣層時在熱流作用下，由熱化學和機械過程引起的固體表面的質量遷移(材料消耗)現象。導彈和航天器再入大氣層時，處於嚴重的氣動加熱環境中，溫度急劇升高。洲際導彈如以馬赫數20～25再入大氣層，頭部駐點溫度可高達8000～12000°C，如不採取特別措施來克服氣動加熱所造成的“熱障”，彈頭便會在空中燒燬。解決再入時的防熱問題是發展中、遠端導彈的一項極為重要的技術。由於燒蝕材料的發展和應用，洲際導彈的戰鬥部才有可能再入大氣層命中目標，載人飛船和太空梭才有可能按預定軌道返回地面。

分類和組成

燒蝕材料按燒蝕機理分為昇華型、熔化型和碳化型三類。聚四氟乙烯(泰氟隆)、石墨、碳-碳複合材料屬於昇華型燒蝕材料。 其中的碳-碳複合材料是用碳（石墨）纖維或織物為增強材料，用沉積碳或浸漬碳為基體制成的複合材料。碳在高溫下昇華，吸收熱量，而且碳還是一種輻射係數較高的材料，因而有很好的抗燒蝕效能。石英和玻璃類材料屬於熔化型燒蝕材料，它的主要成分是二氧化矽，例如高矽氧玻璃內含二氧化矽96％～99％。二氧化矽在高溫下有很高的粘度，熔融的液態膜具有抵抗高速氣流沖刷的能力，並能在吸收氣動熱後熔化和蒸發。纖維增強酚醛塑料屬於碳化型燒蝕材料。它是以纖維或布為增強材料，以浸漬酚醛樹脂為基體制成的複合材料。選用酚醛樹脂作基體是因為它具有抗燒蝕、碳層強度高、碳含量高和工藝效能好等優點。燒蝕材料按密度分為高密度和低密度兩種。高密度燒蝕材料的密度一般大於1.0克／釐米3。各種纖維增強塑料、碳 -碳複合材料和石墨都屬於高密度燒蝕材料。低密度燒蝕材料是指以輕質填料作為填充劑、以纖維作增強材料和以酚醛樹脂、環氧樹脂或矽橡膠作基體的複合材料。這類材料的密度一般可以根據使用要求進行調整，變化範圍在0.2～0.9克/釐米 3之間。將低密度燒蝕材料作填充劑，填充在玻璃鋼蜂窩內形成複合結構，能夠改進碳層的效能。

應用和發展

彈道導彈再入大氣層時的環境特點是高焓、高熱流、高駐點壓力，而且再入的時間很短。彈頭表面產生嚴重燒蝕的主要因素是熱化學燒蝕、機械剝蝕、粒子云的衝擊和熱應力破壞。因此，導彈頭部都採用高密度燒蝕材料：潛地導彈採用石墨作端頭材料；地地導彈用的燒蝕材料已逐漸由石棉增強酚醛塑料、玻璃增強酚醛塑料、尼龍增強酚醛塑料發展為高矽氧增強酚醛塑料。為了獲得更高的再入速度，彈道導彈頭部設計更趨細長，燒蝕材料也由矽基轉向碳基。碳布增強的酚醛塑料比高矽氧增強的酚醛塑料具有更低的密度和更好的抗燒蝕效能。60年代研製的戰略進攻導彈採用了突防能力強、精度高的多彈頭，要求材料的燒蝕量少而且對稱，能保持良好的氣動外形，以保證落點的精度。因此，新型燒蝕材料如碳－碳複合材料和高應變石墨得到了發展。在高駐點壓力下，碳-碳複合材料端頭（見圖）不僅燒蝕量小，外形對稱，而且表面光滑。

導彈用的燒蝕材料發展較早。早期的航天器再入艙用的燒蝕材料沿用導彈用的高密度燒蝕材料。但是，航天器再入的特點是低熱流、高焓、低駐點壓力，而且再入時間很長。在這種條件下，材料的隔熱效能和密度特別重要。導彈用的燒蝕材料已不能滿足航天器再入的要求。60年代以來，低密度燒蝕材料得到很大發展。

隨著導彈和航天器技術的發展，一些火箭發動機的燃燒室和噴管也採用了燒蝕防熱方案。所用燒蝕材料有熱解石墨、高矽氧增強酚醛塑料、碳布（石墨布）增強酚醛塑料。80年代以來，碳-碳複合材料在固體火箭發動機噴管中得到了成功的應用。燒蝕材料還可用來解決火箭發動機底部、箱體級間段、太空梭鼻錐、機翼前緣等部位的防熱問題。