C/C復(fù)合材料是航空、航天、軍事等領(lǐng)域具有不可替代地位的材料。為了滿足其應(yīng)用領(lǐng)域的特殊需求,需要提高C/C復(fù)合材料的抗燒蝕能力。為了提高C/C復(fù)合材料的抗燒蝕能力,設(shè)計(jì)在碳基體內(nèi)部合成納米四方氧化鋯的方法,制備基體改性抗燒蝕C/C復(fù)合材料。通過對碳基體內(nèi)部氧化鋯晶型和結(jié)構(gòu)的精細(xì)控制,實(shí)現(xiàn)材料抗燒蝕性能的提升。最終制得了具有一定抗燒蝕性能的基體改性C/C復(fù)合材料。在本文中,首先對氧化鋯/碳混合體系中氧化鋯晶型的穩(wěn)定方法進(jìn)行了研究。氧化鋯/碳的物理混合體系中,經(jīng)熱處理氧化鋯可以被部分穩(wěn)定至四方晶型。在熱處理過程中碳元素具有溫度變化滯后的特性,該特性會在升溫過程中抑制氧化鋯低溫相向高溫相的相變,在降溫過程中引導(dǎo)并促進(jìn)低溫相向高溫相轉(zhuǎn)變,并抑制逆向相變,從而實(shí)現(xiàn)氧化鋯晶型的穩(wěn)定化。氧化鋯/碳的分子級混合體系中,氧化鋯可以被完全穩(wěn)定至四方晶型。在氧化釔的輔助下,氧化鋯可以穩(wěn)定至立方晶型。其次,對液相環(huán)境中納米粒子的合成方式進(jìn)行了研究,并提出了“分子籠效應(yīng)”的理論。以在水相體系中制備羥基磷灰石和氫氧化鋯等物質(zhì)的方法對“分子籠效應(yīng)”進(jìn)行了模擬和研究,制備得到的各種納米粒子粒徑在5-30nm范圍內(nèi)。研究...

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 C/C復(fù)合材料
        1.1.1 C/C復(fù)合材料的性質(zhì)
        1.1.2 C/C復(fù)合材料的致密化工藝
    1.2 C/C復(fù)合材料的抗燒蝕工藝
        1.2.1 抗氧化涂層技術(shù)
        1.2.2 基體改性抗氧化技術(shù)
    1.3 氧化鋯陶瓷的穩(wěn)定化及納米化
        1.3.1 氧化鋯的性質(zhì)
        1.3.2 氧化鋯的制備
        1.3.3 氧化鋯的穩(wěn)定化
        1.3.4 氧化鋯的納米化
            1.3.4.1 氣相法
            1.3.4.2 液相法
            1.3.4.3 固相法
            1.3.4.4 其他方法
    1.4 本論文的研究背景及主要研究內(nèi)容
第二章 富碳環(huán)境以及碳基體中四方氧化鋯的穩(wěn)定化
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 氧化鋯穩(wěn)定化實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 氧化鋯穩(wěn)定化實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程
        2.2.3 氧化鋯穩(wěn)定化實(shí)驗(yàn)的分析測試方法
            2.2.3.1 熱重分析
            2.2.3.2 相變過程分析
            2.2.3.3 表面分析
            2.2.3.4 物相分析
            2.2.3.5 元素及化合狀態(tài)分析
    2.3 富碳環(huán)境下氧化鋯晶型的穩(wěn)定化
        2.3.1 物理混合狀態(tài)下氧化鋯晶型的穩(wěn)定
        2.3.2 碳穩(wěn)定氧化鋯機(jī)理
        2.3.3 分子級均勻狀態(tài)下氧化鋯晶型的穩(wěn)定
        2.3.4 四方氧化鋯在碳基體中的穩(wěn)定化合成設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 “分子籠效應(yīng)”及納米氧化鋯在碳基體中的合成
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 “分子籠效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 “分子籠效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程
            3.2.2.1 羥基磷灰石納米粒子的制備
            3.2.2.2 氫氧化鋯的制備
            3.2.2.3 碳基體中納米氧化鋯的合成
        3.2.3 “分子籠效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的分析測試方法
            3.2.3.1 物相分析
            3.2.3.2 表面形貌分析
            3.2.3.3 粒度分析
            3.2.3.4 官能團(tuán)檢測
    3.3 “分子籠效應(yīng)”及納米粒子的制備
        3.3.1 納米羥基磷灰石的合成
        3.3.2 “分子籠效應(yīng)”機(jī)理
        3.3.3 “分子籠效應(yīng)”的應(yīng)用
    3.4 利用“分子籠效應(yīng)”在碳基體中合成納米氧化鋯
    3.5 本章小結(jié)
第四章 碳基體中納米四方氧化鋯及含硼化合物的合成
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 氧化鋯及含硼化合物合成實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原料
        4.2.2 氧化鋯及含硼化合物合成實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程
            4.2.2.1 氧化碳納米管的制備
            4.2.2.2 氧化鋯前驅(qū)體制備
            4.2.2.3 改性碳基體材料的制備
        4.2.3 氧化鋯及含硼化合物合成實(shí)驗(yàn)的分析測試方法
            4.2.3.1 元素及化合狀態(tài)分析
            4.2.3.2 物相分析
            4.2.3.3 表面分析
            4.2.3.4 熱重分析
            4.2.3.5 熱臺顯微鏡
    4.3 煤瀝青的性質(zhì)及碳基體的制備
        4.3.1 煤瀝青的性質(zhì)
        4.3.2 碳基體的制備
    4.4 納米四方氧化鋯在碳基體中的合成
        4.4.1 含鋯瀝青浸漬劑的制備
        4.4.2 碳基體內(nèi)納米四方氧化鋯的合成
    4.5 碳基體中含硼化合物的合成
    4.6 本章小結(jié)
第五章 含穩(wěn)定納米四方氧化鋯C/C復(fù)合材料的制備
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 改性C/C復(fù)合材料制備實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原料
        5.2.2 改性C/C復(fù)合材料制備實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程
            5.2.2.1 碳纖維預(yù)制體的制作
            5.2.2.2 含硼含鋯瀝青的制備
            5.2.2.3 C/C復(fù)合材料的制備
        5.2.3 改性C/C復(fù)合材料制備實(shí)驗(yàn)的分析測試方法
            5.2.3.1 表面分析
            5.2.3.2 元素成分及含量分析
            5.2.3.3 熱重分析
            5.2.3.4 力學(xué)性能測試
    5.3 C/C復(fù)合材料的制備
        5.3.1 致密化參數(shù)的確定
        5.3.2 C/C復(fù)合材料的致密化
    5.4 C/C復(fù)合材料的力學(xué)性能
    5.5 本章小結(jié)
第六章 含穩(wěn)定納米四方氧化鋯C/C復(fù)合材料的抗燒蝕性能
    6.1 前言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 改性C/C復(fù)合材料抗燒蝕實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原料
        6.2.2 改性C/C復(fù)合材料抗燒蝕實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程
            6.2.2.1 靜態(tài)氧化實(shí)驗(yàn)
            6.2.2.2 動態(tài)燒蝕實(shí)驗(yàn)
        6.2.3 改性C/C復(fù)合材料抗燒蝕實(shí)驗(yàn)的分析測試方法
            6.2.3.1 表面分析
            6.2.3.2 熱重分析
            6.2.3.3 物相分析
    6.3 C/C復(fù)合材料的抗燒蝕性能
        6.3.1 靜態(tài)氧化
        6.3.2 動態(tài)燒蝕
    6.4 改性C/C復(fù)合材料的燒蝕機(jī)理
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表論文
作者和導(dǎo)師簡介
附錄



本文編號：4012072