专利名称：用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板。
背景技术：
航天器载入时要以很高的速度进入大气层，在空气动力的作用下急剧减速，同时 其巨大的动能和位能转化为巨大的热能，而热防护系统的作用就是尽量减少进入航天器内 部的热能，使航天器机身及其内部部件在合理的温度范围之内正常工作。由此可见，热防护 系统是航天器的重要组成部分。陶瓷防热瓦使用温度达到1250°C，隔热性能好，基本满足了航天飞机的飞行要求， 但其存在质脆、易脱落、吸水、不防雨、易变形、维修和更换困难等缺点；金属热防护系统具 有可靠性高，韧性好，不吸水、不易变形的优点，但是金属使用温度较低，一般用于1000°c以 下，热膨胀系数是陶瓷瓦的2-3倍，不利于间隙的密封。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有热防护系统中使用陶瓷防热瓦存在质脆、易脱落、 吸水、不防雨、易变形及金属材料不利于间隙的密封的问题，提出了一种用于的金属蜂窝结 构与陶瓷结合的盖板。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是所述盖板包括蜂窝体、上层板、下 层板和陶瓷板，所述下层板的上表面与蜂窝体的下表面固接，所述蜂窝体的每个蜂窝胞元 为正六边形，所述蜂窝体的上表面与上层板的下表面固接，所述陶瓷板的下表面与上层板 的上表面固接，所述蜂窝体、上层板和下层板的材料均为Ni基高温合金、Fe基高温合金、 Ni-Fe基高温合金、Co基高温合金或Nb基高温合金，所述陶瓷板4的材料为Si02、Al2O3纤 维增强材料或Al2O3复合材料；本发明具有以下有益效果本发明是将陶瓷和金属蜂窝结构相结合，将陶瓷板作 为金属合金结构的外侧板、蜂窝体作为承载的结构件，达到热防护系统和结构件的一体化 设计，将整个机体结构和热防护系统总重量降低10-15%;2.本发明结构中的上层板和下层 板及蜂窝体为金属合金材质，故本发明结构具有韧性好、不易脱落、不易吸水、防雨、不易变 形的优点，又本发明结构中具有陶瓷板，故本发明结构使用温度高、耐热性能好所以有利于 间隙的密封。
图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1的A-A剖视图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的盖板包括蜂窝体 1、上层板2、下层板3和陶瓷板4，所述下层板3的上表面与蜂窝体1的下表面固接，所述蜂窝体1的每个蜂窝胞元1-1为正六边形，所述蜂窝体1的上表面与上层板2的下表面固接， 所述陶瓷板4的下表面与上层板2的上表面固接，所述蜂窝体1、上层板2和下层板3的材 料均为Ni基高温合金、Fe基高温合金、Ni-Fe基高温合金、Co基高温合金或Nb基高温合 金，所述陶瓷板4的材料为Si02、Al2O3纤维增强材料或Al2O3复合材料；具体实施方式
二 结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的每个正六边形蜂 窝胞元1-1的壁厚为0. 05-0. 1mm，每个正六边形蜂窝胞元1_1的边长为2_10mm。其它组成 及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的蜂窝体1的高度 为2-20mm。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的陶瓷板4的厚度 为0. l-20mm。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的上层板2的厚度 为0. 1-0. 4mm。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的下层板2的厚度 为0. 1-0. 4mm。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
七结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的下层板3的上表 面与蜂窝体1的下表面固接的形式为焊接。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
八结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的蜂窝体1的上表 面与上层板2的下表面固接的形式为焊接。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
九结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的陶瓷板4的下表 面与上层板2的上表面固接的形式为焊接。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
十结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的陶瓷板4的下表 面与上层板2的上表面固接的形式为无机胶粘接。其它组成及连接关系与具体实施方式
一 相同。工作原理首先采用高温真空钎焊的工艺把蜂窝体1和上层板2、蜂窝体1和下层 板3连接成一个整体，采用自蔓延焊接或无机胶粘接工艺将陶瓷板4与上层板2固接，从而 得到的热防护系统用金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板典型结构。
权利要求
一种用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，其特征在于所述盖板包括蜂窝体(1)、上层板(2)、下层板(3)和陶瓷板(4)，所述下层板(3)的上表面与蜂窝体(1)的下表面固接，所述蜂窝体(1)的每个蜂窝胞元(1 1)为正六边形，所述蜂窝体(1)的上表面与上层板(2)的下表面固接，所述陶瓷板(4)的下表面与上层板(2)的上表面固接，所述蜂窝体(1)、上层板(2)和下层板(3)的材料均为Ni基高温合金、Fe基高温合金、Ni Fe基高温合金、Co基高温合金或Nb基高温合金，所述陶瓷板(4)的材料为SiO2、Al2O3纤维增强材料或Al2O3复合材料。
2.根据权利要求1所述用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，其特征在 于所述每个正六边形蜂窝胞元(1-1)的壁厚为0.05-0. 1mm，每个正六边形蜂窝胞元(1_1) 的边长为2-10mm。
3.根据权利要求1或2所述用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，其特 征在于所述蜂窝体(1)的高度为2-20mm。
4.根据权利要求3所述用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，其特征在 于所述陶瓷板(4)的厚度为0. l-20mm。
5.根据权利要求4所述用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，其特征在 于所述上层板(2)的厚度为0. 1-0. 4mm。
6.根据权利要求3所述用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，其特征在 于所述下层板(2)的厚度为0. 1-0. 4mm。
7.根据权利要求1所述用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，其特征在 于所述下层板(3)的上表面与蜂窝体(1)的下表面固接的形式为焊接。
8.根据权利要求1所述用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，其特征在 于所述蜂窝体(1)的上表面与上层板(2)的下表面固接的形式为焊接。
9.根据权利要求1所述用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，其特征在 于所述陶瓷板(4)的下表面与上层板(2)的上表面固接的形式为焊接。
10.根据权利要求1所述用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，其特征 在于所述陶瓷板(4)的下表面与上层板(2)的上表面固接的形式为无机胶粘接。
全文摘要
用于热防护系统的金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板，它涉及一种金属蜂窝结构与陶瓷结合的盖板。本发明的目的是解决现有热防护系统中使用陶瓷防热瓦存在质脆、易脱落、吸水、不防雨、易变形缺点及金属材料不利于间隙的密封。下层板的上表面与蜂窝体的下表面固接，蜂窝体的每个蜂窝胞元为正六边形，蜂窝体与外壳组合构成蜂窝层，蜂窝体的上表面与上层板的下表面固接，陶瓷板的下表面与上层板的上表面固接。本发明用于飞行高度在30千米到100千米，飞行速度在3马赫数到15马赫数的一次性或可重复使用的高超声速飞行器的热防护。
文档编号F16L59/02GK101927585SQ20091031276
公开日2010年12月29日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者何飞, 史丽萍, 孙跃, 曾岗, 李明伟, 赫晓东, 赵轶杰 申请人:哈尔滨工业大学