Ablative Composites of Polymeric Matrix (Polyester Resin) Reinforced With Industrial Residue Materials and Fiberglass

  • Julián Portocarrero Hermann Escuela Militar de Aviación “Marco Fidel Suarez” (EMAVI) http://orcid.org/0000-0002-4573-1435
  • John Darío Osorio Escuela Militar de Aviación “Marco Fidel Suarez” (EMAVI) http://orcid.org/0000-0002-8397-7559
  • Rafael Andres Robayo-Salazar Escuela Militar de Aviación “Marco Fidel Suarez” (EMAVI)
Keywords: composites materials, ablative materials, thermal protection systems, ablation testing, aerospace industry

Abstract

Ablative materials are used in thermal protection systems to protect equipment or elements that are exposed to high temperatures in service. Generally, these materials are difficult to acquire and high cost, which hinders their application in countries such as Colombia. This research describes the obtaining and characterization of ablative composite materials based on a polyester resin matrix reinforced with particulate materials (60-70% by weight) and short glass fiber (5% by weight). Ceramic powder and finely ground aluminum slag were used as particulates (˂75 μm), highlighting that both are industrial waste or by-products. The developed composites were subjected to the direct flame test in order to evaluate their ablative performance, simulating the real extreme conditions (1600-2000 °C) of the nozzle of a rocket (probe type). In addition, the effect of the ablative test on the level of cracking and erosion (weight loss) of the composites developed was evaluated. As an indirect measure of the residual mechanical performance of the ablative composites, the hardness of the thermally affected area was determined. The results obtained are considered of great importance for the production of thermal protection systems and propulsion components with low cost and available raw materials in Colombia.

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  • Author Biographies

    Julián Portocarrero Hermann, Escuela Militar de Aviación “Marco Fidel Suarez” (EMAVI)

    Ingeniero mecánico. Profesor, integrante del Grupo de Investigación en Estudios Aeroespaciales (GIEA), Programa de Ingeniería Mecánica (Pimec), Escuela Militar de Aviación (Emavi), Cali, Colombia

    John Darío Osorio, Escuela Militar de Aviación “Marco Fidel Suarez” (EMAVI)

    Ingeniero mecánico. Integrante del Grupo de Investigación en Estudios Aeroespaciales (GIEA), Programa de
    Ingeniería Mecánica (Pimec), Escuela Militar de Aviación (Emavi), Cali, Colombia.

    Rafael Andres Robayo-Salazar, Escuela Militar de Aviación “Marco Fidel Suarez” (EMAVI)

    Doctor en Ingeniería. Profesor investigador, integrante del Grupo de Investigación en Estudios Aeroespaciales
    (GIEA), Programa de Ingeniería Mecánica (Pimec), Escuela Militar de Aviación (Emavi), Cali, Colombia.

Published
2019-09-10
How to Cite
Portocarrero Hermann, J., Osorio, J. D., & Robayo-Salazar, R. A. (2019). Ablative Composites of Polymeric Matrix (Polyester Resin) Reinforced With Industrial Residue Materials and Fiberglass. Revista Ingenierías Universidad De Medellín, 19(36), 223-237. https://doi.org/10.22395/rium.v19n36a11

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