開發(fā)可服役于高于2000oC環(huán)境的超高溫材料已成為新一代空天飛行器熱防護系統(tǒng)和動力系統(tǒng)研發(fā)的技術(shù)瓶頸,碳/碳(C/C)復(fù)合材料是可應(yīng)用于上述環(huán)境的主要備選材料之一,目前大量研究將超高溫陶瓷引入C/C復(fù)合材料來提高該材料的抗燒蝕性能,但添加SiC對C/C和超高溫陶瓷改性C/C復(fù)合材料抗燒蝕性能的影響尚不明確,引入陶瓷相的分布和結(jié)構(gòu)對改性C/C復(fù)合材料抗燒蝕性能的影響亦鮮見報道,本文主要針對以上問題選用ZrB₂和SiC為添加相、在氧乙炔多元環(huán)境中研究改性C/C復(fù)合材料的燒蝕行為。本文以2D針刺碳氈為預(yù)制體、以天然氣為熱解碳前驅(qū)體、以聚碳硅烷和ZrB₂的有機聚合物為添加陶瓷相的前驅(qū)體,采用前驅(qū)體浸漬裂解(PIP)和熱梯度化學氣相沉積(TCVI)工藝制備了不同結(jié)構(gòu)和分布的SiC、ZrB₂、ZrB₂-SiC改性的C/C復(fù)合材料,通過三點彎曲測試、激光閃射法考察了材料的力學性能和熱物理性能,研究了氧乙炔不同熱流密度、單次-往復(fù)加載、不同加載時間等多元環(huán)境中改性C/C復(fù)合材料的燒蝕行為。借助XRD、SEM、EDS...

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
論文的主要創(chuàng)新與貢獻
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超高溫材料發(fā)展概述
        1.2.1 難熔金屬及其合金
        1.2.2 石墨
        1.2.3 超高溫陶瓷及其復(fù)合材料
        1.2.4 C/SiC復(fù)合材料
        1.2.5 C/C復(fù)合材料
    1.3 抗燒蝕C/C復(fù)合材料
        1.3.1 自身結(jié)構(gòu)調(diào)整
        1.3.2 涂層
        1.3.3 基體改性
    1.4 基體改性抗燒蝕C/C復(fù)合材料的制備方法及研究現(xiàn)狀
        1.4.1 制備方法
        1.4.2 研究現(xiàn)狀
    1.5 選題背景及意義
    1.6 研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
    2.1 引言
    2.2 實驗原材料及設(shè)備
        2.2.1 預(yù)制體
        2.2.2 基體前驅(qū)體
        2.2.3 其它原材料
        2.2.4 實驗設(shè)備
    2.3 材料制備方法
        2.3.1 熱梯度化學氣相沉積法制備熱解碳
        2.3.2 前驅(qū)體浸漬裂解法制備SiC、ZrB₂及ZrC
        2.3.3 高溫石墨化熱處理
    2.4 性能測試
        2.4.1 密度測定
        2.4.2 力學性能測試
        2.4.3 熱物理性能測試
        2.4.4 氧化
        2.4.5 燒蝕性能測試
    2.5 材料表征
        2.5.1 物相分析
        2.5.2 微觀形貌分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 添加SiC對C/C復(fù)合材料性能的影響
    3.1 引言
    3.2 材料制備及微觀結(jié)構(gòu)
    3.3 力學及熱物理性能
    3.4 不同熱流密度環(huán)境中的燒蝕
    3.5 單次-往復(fù)環(huán)境中的燒蝕
    3.6 SiC依托于預(yù)制體結(jié)構(gòu)的層狀分布對燒蝕的影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 添加SiC對C/C-ZrB₂復(fù)合材料性能的影響
    4.1 引言
    4.2 材料制備及微觀結(jié)構(gòu)
    4.3 力學及熱物理性能
    4.4 不同熱流密度環(huán)境中的燒蝕
    4.5 往復(fù)加載環(huán)境中的燒蝕
    4.6 不同加載時間環(huán)境中的燒蝕
    4.7 本章小結(jié)
第5章 ZrB₂-SiC從界面到基體中的分布對改性C/C復(fù)合材料性能的影響
    5.1 概述
    5.2 ZrB₂從界面到基體中的分布對改性C/C復(fù)合材料的影響
        5.2.1 材料制備及微觀結(jié)構(gòu)
        5.2.2 力學及熱物理性能
        5.2.3 燒蝕性能
    5.3 高溫熱處理對ZrB₂-SiC基體改性C/C復(fù)合材料的影響
        5.3.1 材料制備及微觀結(jié)構(gòu)
        5.3.2 力學及熱物理性能
        5.3.3 燒蝕性能
    5.4 燒蝕機理
    5.5 本章小結(jié)
第6章 ZrB₂-SiC的微區(qū)結(jié)構(gòu)和層狀偏聚對改性C/C復(fù)合材料性能的影響
    6.1 引言
    6.2 不同微區(qū)結(jié)構(gòu)的ZrB₂-SiC對改性C/C復(fù)合材料的影響
        6.2.1 材料制備及微觀結(jié)構(gòu)
        6.2.2 力學及熱物理性能
        6.2.3 燒蝕性能及機理
    6.3 ZrB₂-SiC的層狀偏聚對改性C/C復(fù)合材料的影響
        6.3.1 材料制備及微觀結(jié)構(gòu)
        6.3.2 力學及熱物理性能
        6.3.3 燒蝕性能及機理
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士期間發(fā)表的學術(shù)論文和專利
致謝



本文編號：3937875