超高溫陶瓷具有優(yōu)異的耐高溫性能,已被廣泛用于炭材料尤其是C/C復(fù)合材料的抗氧化和抗燒蝕改性。超高溫陶瓷可分為單相陶瓷和多相陶瓷,其中單相陶瓷的抗氧化溫度區(qū)間比較窄,只在局部溫度對材料有保護作用,而多相陶瓷彌補了單相陶瓷的缺陷,各陶瓷之間具有協(xié)同抗氧化效應(yīng),提高了材料的熱機械和熱化學性能。因而多相陶瓷在C/C復(fù)合材料的抗氧化和抗燒蝕改性方面具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,直接采用超高溫多相陶瓷顆粒對C/C復(fù)合材料進行改性,很難解決陶瓷相在基體炭和炭纖維束內(nèi)的分散均勻性問題,因而在很大程度上限制了各種陶瓷相之間協(xié)同抗氧化能力的充分發(fā)揮。采用多種單相陶瓷的前驅(qū)體溶液混合得到的多相陶瓷前驅(qū)體對C/C復(fù)合材料進行多次浸漬和裂解可以得到多相陶瓷改性C/C復(fù)合材料,但同樣無法解決陶瓷前驅(qū)體的分相問題以及由此產(chǎn)生的分散不均的問題。因此,尋求一種可實現(xiàn)各組分均勻分散的多相陶瓷材料的制備方法顯得尤為重要。本論文采用單一源前驅(qū)體法合成多相陶瓷前驅(qū)體,將多相陶瓷中的目標元素通過化學鍵形成單源大分子,從分子或原子尺度上對前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)和性能進行調(diào)控,最后通過高溫裂解得到各組分均勻彌散的多相陶瓷,采用多種分析測試方法對前... 

【文章來源】：武漢科技大學湖北省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 炭炭(C/C)復(fù)合材料的特點
    1.2 C/C復(fù)合材料的性能改性
        1.2.1 表面涂層技術(shù)
        1.2.2 基體改性技術(shù)
    1.3 高溫和超高溫陶瓷在C/C復(fù)合材料中的應(yīng)用
        1.3.1 碳化物陶瓷在C/C復(fù)合材料中的應(yīng)用
        1.3.2 硼化物陶瓷在C/C復(fù)合材料中的應(yīng)用
        1.3.3 氮化物陶瓷在C/C復(fù)合材料中的應(yīng)用
        1.3.4 多相陶瓷在C/C復(fù)合材料中的應(yīng)用
    1.4 多相陶瓷及前驅(qū)體的制備
        1.4.1 SiOC陶瓷
        1.4.2 SiBN陶瓷
        1.4.3 SiBC陶瓷
        1.4.4 SiBCN陶瓷
        1.4.5 SiBCN-M(M=Hf、Zr、Ta等)陶瓷
    1.5 課題背景及研究內(nèi)容
        1.5.1 課題背景
        1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 實驗與分析測試
    2.1 實驗所用原料及試劑
    2.2 實驗所用儀器設(shè)備
    2.3 實驗方法
        2.3.1 實驗前原料、溶劑及反應(yīng)器的預(yù)處理
        2.3.2 SiBCN陶瓷前驅(qū)體的制備
        2.3.3 SiBCN-Zr陶瓷前驅(qū)體的制備
        2.3.4 前驅(qū)體的熱解
    2.4 檢測方法
        2.4.1 傅里葉紅外變換光譜(FT-IR)分析
        2.4.2 X-射線光電子能譜(XPS)分析
        2.4.3 核磁分析
        2.4.4 X射線衍射(XRD)分析
        2.4.5 掃描電子顯微鏡/能譜(SEM/EDS)分析
        2.4.6 透射電子顯微鏡(TEM)分析
        2.4.7 熱重-差熱分析
        2.4.8 熱重-質(zhì)譜分析
        2.4.9 材料抗氧化性測試
第3章 SiBCN陶瓷前驅(qū)體的制備及其熱解行為研究
    3.1 實驗部分
        3.1.1 原料
        3.1.2 以PdB為硼源制備PSNB
        3.1.3 以BTC為硼源制備PBSZ
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 PSNB的制備工藝及其熱解行為探討
        3.2.2 PBSZ的制備工藝及其熱解行為探討
    3.3 本章小結(jié)
第4章 SiBCN-Zr陶瓷前驅(qū)體的制備及熱解行為研究
    4.1 實驗部分
        4.1.1 原料
        4.1.2 以LPSNB為原料制備PSNB-Zr
        4.1.3 以LPBSZ為原料制備PBSZ-Zr
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 PSNB-Zr的制備工藝及其熱解行為探討
        4.2.2 PBSZ-Zr的制備工藝及其熱解行為探討
    4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 本文結(jié)論
    5.2 本論文創(chuàng)新之處
    5.3 研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]C/C復(fù)合材料抗氧化性能研究進展[J]. 梅宗書,石成英,吳婉娥.  固體火箭技術(shù). 2017(06)
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[5]基體改性抗氧化碳材料的高溫氧化性能研究[J]. 馮志海,張中偉.  裝備環(huán)境工程. 2016(03)
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[7]不同硼含量的陶瓷前驅(qū)體聚硼硅氮烷結(jié)構(gòu)與性能的研究[J]. 滕雅娣,黃鑫龍.  功能材料. 2016(05)
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博士論文
[1]Si-B-C陶瓷自愈合改性CMC-SiC的機理與性能[D]. 左新章.西北工業(yè)大學 2015

碩士論文
[1]機械合金化SiBN粉末及陶瓷的組織結(jié)構(gòu)與性能[D]. 廖興祺.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]原位反應(yīng)法制備Cf/ZrB2-ZrC-SiC復(fù)合材料及性能研究[D]. 馬妍.濟南大學 2014



本文編號：3363565