SiOC/CBCF多孔陶瓷基復(fù)合材料及其抗氧化涂層的制備與性能研究
發(fā)布時間:2021-09-28 21:21
隨著空天飛行器的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的防熱材料已不能滿足防/隔熱一體化技術(shù)的要求,亟需新型輕質(zhì)防/隔熱一體化材料解決傳統(tǒng)隔熱瓦脆性問題。新一代韌化型纖維增強抗氧化復(fù)合材料可有效地解決陶瓷隔熱瓦的脆性問題,滿足未來飛行器在耐高溫、抗氧化、以及長時間等方面的需求。本課題針對大面積用新型防/隔熱一體化復(fù)合材料的迫切需求,優(yōu)化復(fù)合材料的制備工藝,獲得了復(fù)合材料的熱物理性能,同時開展梯度化抗氧化涂層的制備及燒蝕性能研究。以輕質(zhì)、高孔隙率及低熱導(dǎo)率的短切碳纖維骨架(CBCF)復(fù)合材料為增強相、以SiOC陶瓷為基體相,制備出CBCF增強SiOC輕質(zhì)多孔復(fù)合材料。研究了復(fù)合材料在高溫環(huán)境下的力學(xué)及熱學(xué)性能;提出了采用原位生長三維SiC納米線增強SiOC/CBCF復(fù)合材料的制備方法;最后設(shè)計并制備了TaSi2基多組分、梯度化多層抗氧化涂層,通過靜態(tài)氧化、氧-乙炔燒蝕以及電弧風(fēng)洞測試評價了復(fù)合材料的抗氧化及防/隔熱性能。以甲基三甲氧基硅烷及二甲基二甲氧基硅烷為先驅(qū)體,采用浸漬-裂解(PIP)工藝制備了密度為0.54g/cm3的SiOC/CBCF復(fù)合材料。研究了SiOC...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
TUFROC組成結(jié)構(gòu)
哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文料采用直徑為 10μm,長度 0.25mm 的粘膠基短切碳纖維以高溫惰性氣氛下利用酚醛樹脂碳化將短切碳纖維相互粘接就表現(xiàn)出優(yōu)異的隔熱性能,在溫度高達(dá) 2000°C 時,其K-1,隨后這種復(fù)合材料也被廣泛的應(yīng)用于各種氣氛爐的隔熱年美國一篇專利中報道了一種輕質(zhì)多孔碳粘接碳纖維復(fù)合材n-bonded carbon fiber composites,CBCF),該報道指出利用密度小于 0.1g/cm3的多孔復(fù)合材料。碳纖維具有高比模量、且在非氧化高溫環(huán)境下仍具有較高的力學(xué)性能等一系列優(yōu)架具有輕量化、高孔隙率(65%~85%)和較低的熱導(dǎo)率的行器的隔熱結(jié)構(gòu)。CBCF 復(fù)合材料的出現(xiàn)為航天飛行器熱防思路[35]。
第 1 章 緒論m 的 CT 掃描圖[38]。表 1-1 FiberForm 復(fù)合材料的主要性能[37]Table 1-1 Property of the FiberForm composit性能) 0.15-0.23%) 80.2-94.2Pa) 1.17±0.05(x/y 方向),0.52±0Wm-1K-1) 0.21-1.24(260°C-2200°C)(Wm-1K-1) 0.024-0.647(260°C-2200°C)ational Aeronautics and Space Administr架復(fù)合材料[39]。制備方法主要是采用陶瓷的先驅(qū)體溶液浸漬到 CBCF 骨架得到 SiOC/CBCF 復(fù)合材料,進(jìn)而將同年,NASA 還采用短切碳纖維為骨henolic Impregnated CarbonAblator, PI
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]蓋板式熱防護(hù)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 周長靈,徐鴻照,朱杉,陳斌,杜斌. 現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2016(03)
[2]陶瓷基復(fù)合材料蓋板式熱防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計與分析[J]. 任青梅,張婕. 航空科學(xué)技術(shù). 2013(05)
[3]陶瓷隔熱瓦表面SiO2-B2O3-MoSi2-SiB4涂層的制備與性能研究[J]. 武勇斌,赫曉東,李軍. 航天制造技術(shù). 2012(05)
[4]高超聲速飛行器結(jié)構(gòu)材料與熱防護(hù)系統(tǒng)[J]. 郭朝邦,李文杰. 飛航導(dǎo)彈. 2010(04)
[5]剛性隔熱材料的力學(xué)性能[J]. 孫陳誠,胡子君,魯勝,張宏波,陳海坤. 宇航材料工藝. 2010(02)
[6]SiO2氣凝膠復(fù)合短切莫來石纖維多孔骨架復(fù)合材料的制備及性能[J]. 王衍飛,張長瑞,馮堅,姜勇剛. 國防科技大學(xué)學(xué)報. 2008(06)
[7]超高溫材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 張勇,何新波,曲選輝,段柏華. 材料導(dǎo)報. 2007(12)
[8]等離子噴涂炭/炭復(fù)合材料Cr-Al-Si涂層顯微結(jié)構(gòu)及高溫抗氧化性能[J]. 黃敏,李克智,李賀軍,付前剛,徐國忠,孫國棟. 復(fù)合材料學(xué)報. 2007(05)
[9]2D-C/C復(fù)合材料氧化動力學(xué)模型及其氧化機理[J]. 郭偉明,肖漢寧,田榮一安. 復(fù)合材料學(xué)報. 2007(01)
[10]C/C復(fù)合材料抗氧化涂層研究進(jìn)展[J]. 楊星,崔紅,閆聯(lián)生. 炭素. 2006(04)
博士論文
[1]SiOC基陶瓷改性碳纖維骨架復(fù)合材料及其抗氧化涂層研究[D]. 劉琛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]ZrB2基陶瓷改性碳粘結(jié)碳纖維復(fù)合材料及其抗氧化涂層研究[D]. 徐寶升.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]化學(xué)氣相沉積SiC和ZrC涂層的制備及抗燒蝕性能[D]. 王少龍.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]C/C復(fù)合材料的基體改性及其抗氧化研究[D]. 高孟姣.上海大學(xué) 2013
[5]聚硅氧烷轉(zhuǎn)化SiOC陶瓷微觀結(jié)構(gòu)的演變與改性[D]. 徐天恒.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[6]B、N改性SiOC基陶瓷的制備及性能[D]. 白宏偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[7]高超聲速飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)主動冷卻機制與效能評估[D]. 劉雙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[8]SiC晶須增韌硅化物及SiC/玻璃高溫防氧化涂層的研究[D]. 付前剛.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[9]聚硅氧烷先驅(qū)體轉(zhuǎn)化制備陶瓷基復(fù)合材料研究[D]. 馬青松.中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2003
碩士論文
[1]氧化硅—氧化鋁復(fù)合高溫隔熱瓦的制備與性能研究[D]. 劉瑞祥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]短切碳纖維骨架材料的力學(xué)及導(dǎo)熱性能研究[D]. 王鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]莫來石基剛性多孔隔熱材料的制備與性能研究[D]. 馮云龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]新型空天飛行器與熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計[D]. 黃盛.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]防熱瓦式熱防護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究[D]. 尹凱軍.南京航空航天大學(xué) 2010
本文編號:3412552
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
TUFROC組成結(jié)構(gòu)
哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文料采用直徑為 10μm,長度 0.25mm 的粘膠基短切碳纖維以高溫惰性氣氛下利用酚醛樹脂碳化將短切碳纖維相互粘接就表現(xiàn)出優(yōu)異的隔熱性能,在溫度高達(dá) 2000°C 時,其K-1,隨后這種復(fù)合材料也被廣泛的應(yīng)用于各種氣氛爐的隔熱年美國一篇專利中報道了一種輕質(zhì)多孔碳粘接碳纖維復(fù)合材n-bonded carbon fiber composites,CBCF),該報道指出利用密度小于 0.1g/cm3的多孔復(fù)合材料。碳纖維具有高比模量、且在非氧化高溫環(huán)境下仍具有較高的力學(xué)性能等一系列優(yōu)架具有輕量化、高孔隙率(65%~85%)和較低的熱導(dǎo)率的行器的隔熱結(jié)構(gòu)。CBCF 復(fù)合材料的出現(xiàn)為航天飛行器熱防思路[35]。
第 1 章 緒論m 的 CT 掃描圖[38]。表 1-1 FiberForm 復(fù)合材料的主要性能[37]Table 1-1 Property of the FiberForm composit性能) 0.15-0.23%) 80.2-94.2Pa) 1.17±0.05(x/y 方向),0.52±0Wm-1K-1) 0.21-1.24(260°C-2200°C)(Wm-1K-1) 0.024-0.647(260°C-2200°C)ational Aeronautics and Space Administr架復(fù)合材料[39]。制備方法主要是采用陶瓷的先驅(qū)體溶液浸漬到 CBCF 骨架得到 SiOC/CBCF 復(fù)合材料,進(jìn)而將同年,NASA 還采用短切碳纖維為骨henolic Impregnated CarbonAblator, PI
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]蓋板式熱防護(hù)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 周長靈,徐鴻照,朱杉,陳斌,杜斌. 現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2016(03)
[2]陶瓷基復(fù)合材料蓋板式熱防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計與分析[J]. 任青梅,張婕. 航空科學(xué)技術(shù). 2013(05)
[3]陶瓷隔熱瓦表面SiO2-B2O3-MoSi2-SiB4涂層的制備與性能研究[J]. 武勇斌,赫曉東,李軍. 航天制造技術(shù). 2012(05)
[4]高超聲速飛行器結(jié)構(gòu)材料與熱防護(hù)系統(tǒng)[J]. 郭朝邦,李文杰. 飛航導(dǎo)彈. 2010(04)
[5]剛性隔熱材料的力學(xué)性能[J]. 孫陳誠,胡子君,魯勝,張宏波,陳海坤. 宇航材料工藝. 2010(02)
[6]SiO2氣凝膠復(fù)合短切莫來石纖維多孔骨架復(fù)合材料的制備及性能[J]. 王衍飛,張長瑞,馮堅,姜勇剛. 國防科技大學(xué)學(xué)報. 2008(06)
[7]超高溫材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 張勇,何新波,曲選輝,段柏華. 材料導(dǎo)報. 2007(12)
[8]等離子噴涂炭/炭復(fù)合材料Cr-Al-Si涂層顯微結(jié)構(gòu)及高溫抗氧化性能[J]. 黃敏,李克智,李賀軍,付前剛,徐國忠,孫國棟. 復(fù)合材料學(xué)報. 2007(05)
[9]2D-C/C復(fù)合材料氧化動力學(xué)模型及其氧化機理[J]. 郭偉明,肖漢寧,田榮一安. 復(fù)合材料學(xué)報. 2007(01)
[10]C/C復(fù)合材料抗氧化涂層研究進(jìn)展[J]. 楊星,崔紅,閆聯(lián)生. 炭素. 2006(04)
博士論文
[1]SiOC基陶瓷改性碳纖維骨架復(fù)合材料及其抗氧化涂層研究[D]. 劉琛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]ZrB2基陶瓷改性碳粘結(jié)碳纖維復(fù)合材料及其抗氧化涂層研究[D]. 徐寶升.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]化學(xué)氣相沉積SiC和ZrC涂層的制備及抗燒蝕性能[D]. 王少龍.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]C/C復(fù)合材料的基體改性及其抗氧化研究[D]. 高孟姣.上海大學(xué) 2013
[5]聚硅氧烷轉(zhuǎn)化SiOC陶瓷微觀結(jié)構(gòu)的演變與改性[D]. 徐天恒.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[6]B、N改性SiOC基陶瓷的制備及性能[D]. 白宏偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[7]高超聲速飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)主動冷卻機制與效能評估[D]. 劉雙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[8]SiC晶須增韌硅化物及SiC/玻璃高溫防氧化涂層的研究[D]. 付前剛.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[9]聚硅氧烷先驅(qū)體轉(zhuǎn)化制備陶瓷基復(fù)合材料研究[D]. 馬青松.中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2003
碩士論文
[1]氧化硅—氧化鋁復(fù)合高溫隔熱瓦的制備與性能研究[D]. 劉瑞祥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]短切碳纖維骨架材料的力學(xué)及導(dǎo)熱性能研究[D]. 王鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]莫來石基剛性多孔隔熱材料的制備與性能研究[D]. 馮云龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]新型空天飛行器與熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計[D]. 黃盛.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]防熱瓦式熱防護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究[D]. 尹凱軍.南京航空航天大學(xué) 2010
本文編號:3412552
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