在高速飛行期間,飛行器的局部熱端部位溫度高達(dá)2000℃以上。對(duì)熱防護(hù)材料的抗氧化耐溫極限、高可靠性和抗熱沖擊性能提出了更加苛刻的要求。傳統(tǒng)的難熔金屬、石墨、C/C、C/SiC以及SiC/SiC耐高溫材料已經(jīng)難以滿足未來(lái)熱防護(hù)系統(tǒng)的需求。而熔點(diǎn)在3000℃以上的過(guò)渡族金屬的難熔硼化物和碳化物是一種非常有前途的在2000℃以上使用的非燒蝕型超高溫防熱材料,其中ZrB₂基超高溫陶瓷因具有優(yōu)異抗氧化燒蝕性能,被研究地最為廣泛和深入。然而ZrB₂基超高溫陶瓷材料的本征脆性和較差的抗熱沖擊性能一直是限制其工程應(yīng)用的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外學(xué)者嘗試在ZrB₂陶瓷中引入多種添加相進(jìn)行增韌和改善抗熱沖擊性能,但效果有限,尚不能滿足極端熱環(huán)境的需求。為了進(jìn)一步提高ZrB₂陶瓷材料的斷裂韌性和抗熱沖擊性能,國(guó)內(nèi)外研究人員在仿生層狀、“磚-泥”結(jié)構(gòu)和纖維獨(dú)石陶瓷方面做了不少工作,但大都采用聚合物、金屬或者高體積分?jǐn)?shù)（＞70vol.%）的二維石墨片和氮化硼作為弱界面相替代天然生物材料中的蛋白質(zhì)層,嚴(yán)重破壞了陶瓷材料的高溫性能和抗氧化燒蝕... 

【文章頁(yè)數(shù)】：134 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究目的和意義
    1.2 ZrB_2基超高溫陶瓷的增韌技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 添加相增韌
        1.2.2 微結(jié)構(gòu)增韌
    1.3 ZrB_2基超高溫陶瓷抗熱沖擊性能研究現(xiàn)狀
    1.4 ZrB_2基超高溫陶瓷抗氧化燒蝕性能研究現(xiàn)狀
    1.5 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡(jiǎn)析
    1.6 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 材料制備及實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及制備方法
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 三維ZrB_2-SiC-Graphene復(fù)合泡沫的制備
        2.1.3 ZrB_2-SiC-Graphene陶瓷的制備
        2.1.4 ZrB_2-SiC-Graphene@ZrB_2-SiC“磚-泥”陶瓷的制備
        2.1.5 ZrB_2-SiC/ZrB_2-SiC-Graphene短纖維獨(dú)石陶瓷的制備
        2.1.6 ZrB_2-SiC/ZrB_2-SiC-Graphene連續(xù)纖維獨(dú)石陶瓷的制備
    2.2 測(cè)試及表征
        2.2.1 微結(jié)構(gòu)與物相表征
        2.2.2 物理性能測(cè)試及表征
        2.2.3 力學(xué)性能測(cè)試及表征
        2.2.4 抗熱沖擊和抗氧化燒蝕性能測(cè)試
第3章 ZrB_2-SiC-Graphene陶瓷的微結(jié)構(gòu)及性能調(diào)控
    3.1 引言
    3.2 三維Graphene泡沫的微結(jié)構(gòu)及其性能
        3.2.1 三維Graphene泡沫的微結(jié)構(gòu)表征
        3.2.2 三維Graphene泡沫的性能研究
    3.3 三維ZrB_2-SiC-Graphene復(fù)合泡沫的微結(jié)構(gòu)調(diào)控
    3.4 ZrB_2-SiC-Graphene陶瓷的微結(jié)構(gòu)調(diào)控及性能研究
        3.4.1 ZrB_2-SiC-Graphene陶瓷的微結(jié)構(gòu)
        3.4.2 ZrB_2-SiC-Graphene陶瓷的物相分析
        3.4.3 ZrB_2-SiC-Graphene陶瓷的性能研究
    3.5 仿生復(fù)合微結(jié)構(gòu)及組分設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 ZrB_2-SiC-Graphene@ZrB_2-SiC“磚-泥”陶瓷的構(gòu)建及性能研究
    4.1 引言
    4.2 ZrB_2-SiC-Graphene@ZrB_2-SiC“磚-泥”陶瓷的微結(jié)構(gòu)表征
    4.3 ZrB_2-SiC-Graphene@ZrB_2-SiC“磚-泥”陶瓷的性能研究
    4.4 ZrB_2-SiC-Graphene@ZrB_2-SiC“磚-泥”陶瓷的增韌機(jī)制
    4.5 本章小結(jié)
第5章 ZrB_2-SiC/ZrB_2-SiC-Graphene纖維獨(dú)石陶瓷的構(gòu)建及增韌機(jī)制研究
    5.1 引言
    5.2 致密度對(duì)ZS/ZSG短纖維獨(dú)石陶瓷微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響
        5.2.1 致密度對(duì)ZS/ZSG短纖維獨(dú)石陶瓷微觀結(jié)構(gòu)的影響
        5.2.2 致密度對(duì)ZS/ZSG短纖維獨(dú)石陶瓷力學(xué)性能的影響
    5.3 纖維直徑對(duì)ZS/ZSG短纖維獨(dú)石陶瓷微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響
        5.3.1 纖維直徑對(duì)ZS/ZSG短纖維獨(dú)石陶瓷微觀形貌的影響
        5.3.2 纖維直徑對(duì)ZS/ZSG短纖維獨(dú)石陶瓷力學(xué)性能的影響
    5.4 ZS/ZSG短纖維獨(dú)石陶瓷抗氧化燒蝕性能研究
    5.5 ZS/ZSG連續(xù)纖維獨(dú)石陶瓷的微結(jié)構(gòu)調(diào)控及增韌機(jī)制研究
        5.5.1 ZS/ZSG連續(xù)纖維獨(dú)石陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)
        5.5.2 ZS/ZSG連續(xù)纖維獨(dú)石陶瓷的力學(xué)性能及增韌機(jī)制研究
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Biomimetic twisted plywood structural materials[J]. Si-Ming Chen,Huai-Ling Gao,Yin-Bo Zhu,Hong-Bin Yao,Li-Bo Mao,Qi-Yun Song,Jun Xia,Zhao Pan,Zhen He,Heng-An Wu,Shu-Hong Yu.  National Science Review. 2018(05)
[2]難熔金屬表面高溫抗氧化涂層技術(shù)現(xiàn)狀[J]. 張緒虎,徐方濤,賈中華,李海慶,何開(kāi)民,陳道勇.  中國(guó)材料進(jìn)展. 2013(04)
[3]近空間高速飛行器用超高溫材料[J]. 張小明,蔡小梅,王暉,王峰,張軍良.  稀有金屬材料與工程. 2011(S2)

博士論文
[1]石墨表面耐燒蝕抗氧化復(fù)合涂層制備及性能研究[D]. 王鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3691224