钨铜合金喉衬

相关研究人员通过实验研究发现，对于钨铜合金来说，采用粗颗粒钨粉制取的产品抗热震性好耐烧蚀性能差，而采用细颗粒钨粉制备的产品抗热震性能较差耐烧蚀性好。火箭喷管内夹带固相或液相粒子的高燃速气流会不断冲刷喉衬，且这种二相流呈弱氧化性，使得喉衬不断烧蚀，其实际上就是一个涵盖了传热、传质、传动量以及化学反应的复杂物理化学过程。根据烧蚀的原理不同，还可分热化学烧蚀、熔化型烧蚀以及机械剥蚀。钨铜喉衬表面温度较高时，铜发生熔化并在喉衬内表面形成液膜，即铜液附着在喉衬内表面上，这会产生热阻效应，从而阻碍热量向材料内部传递。此外，在燃气温度低于钨的熔点时，钨骨架不会发生熔化，此时发生的烧蚀是铜的熔化以及钨基体受到的燃气中颗粒（如Al2O3）的冲刷所产生的机械剥蚀。目前所制备的钨铜喉衬已能够成功运用于3600℃、6.88MPa的热环境下，在此高于W熔点的温度下，钨骨架也是有可能发生熔化烧蚀的。

从喉衬的结构角度考虑，提高喉衬内型面的光洁度以及增加喉衬平直段的长度，可以显著提高喉衬抗烧蚀性能。不过这主要针对于低性能推进剂且工作时间短的小型喉衬较为适用，对于高性能推进剂且工作时间长的大中型喉衬会由于平直段的增加在途中产生激波干扰喷管内的流场，从而造成能量的损失。总的来说，钨铜喉衬是基于钨喉衬材料，在满足各项使用性能的前提下通过加入第二相（Cu）来降低比重并减少分散内部热应力来实现并保证喷管正常工作。