Ablation and Physical Properties of Silicone Rubber/Carbon fiber Composites

초록

로켓이 발사 될 때 연료가 연소되면서 형성되는 연소 가스는 3000℃ 이상의 고온이기 때문에 이를 효과적으로 차단하여 모터 케이스를 보호할 필요가 있다. 실리콘 고무는 내열성이 뛰어나기 때문에 우수한 내삭마 성능을 가진 내열재로서 사용이 가능하지만 모터케이스를 효과적으로 보호하기 위해서는 연소 후 기계적 강도가 우수한 숯 층이 형성하여야 한다. 숯 층의 강도는 실리콘 고무에 첨가되는 보강 재료의 종류와 함량에 크게 의존한다. 본 연구에서는 고온경화형 silicone rubber를 matrix로 하고 여기에 보강재로 carbon fiber(CF)와 silicon carbide powder(SCP)를 첨가하여 복합체를 제조 하였으며 첨가제의 함량에 따른 실리콘 고무 복합체의 삭마 성능을 ASTM의 E-285를 참조하여 oxy-acetylene torch로 평가 하였다. 아울러 본 실험실에서 독자 개발한 방법을 이용하여 약 3000℃의 고온에서 실리콘 고무 복합체를 가열하여 열적 안정성을 평가 하였다. 또한 시편의 경도와 인장강도와 인열강도를 평가하고 TGA를 이용하여 복합체의 조성에 따른 열적 특성 등을 파악하였다. 본 연구는 방위사업청과 국방과학연구소 지원에 의한 연구결과입니다.