發(fā)布時(shí)間：2021-12-29 20:08

　　隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,對陶瓷材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全可靠性的要求越來越高。結(jié)構(gòu)陶瓷材料由于具有較高的熱膨脹系數(shù),在經(jīng)歷大的溫度梯度時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,對材料的結(jié)構(gòu)造成損傷,降低了材料的抗熱震性和抗氧化燒蝕性。因此,在結(jié)構(gòu)陶瓷材料基體中添加具有各向同性負(fù)熱膨脹ZrW₂O₈材料以降低結(jié)構(gòu)陶瓷的熱膨脹系數(shù),減小熱應(yīng)力,成為改善結(jié)構(gòu)陶瓷抗熱震性能的有效途徑。論文以力學(xué)性能優(yōu)異的ZrO₂作為基體材料,與第二相各向同性負(fù)熱膨脹ZrW₂O₈復(fù)合,制備近零膨脹ZrO2/ZrW2O8陶瓷基復(fù)合材料,通過性能的表征與分析優(yōu)選合適的制備工藝,并對影響材料性能的尺寸效應(yīng)進(jìn)行了相應(yīng)的分析。為了掌握各向同性負(fù)熱膨脹ZrW₂O₈材料的性質(zhì),本文首先對第二相ZrW2O8材料的相變分解和固相合成進(jìn)行研究。熱力學(xué)計(jì)算表明ZrW2O8在常溫下具有自發(fā)分解的趨勢;通過選取不同的溫度點(diǎn)加熱單相ZrW₂O₈試樣,對冷卻后的試樣成分進(jìn)行檢測... 

【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)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 各向異性近零膨脹陶瓷材料
        1.2.1 堇青石陶瓷
        1.2.2 鈦酸鋁陶瓷
        1.2.3 熔融石英陶瓷
        1.2.4 鋰質(zhì)陶瓷
    1.3 各向同性ZrO_2/ZrW_2O_8陶瓷基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 各向同性負(fù)熱膨脹ZrW_2O_8結(jié)構(gòu)性質(zhì)及制備方法
        1.3.2 ZrO_2基體材料性能的簡介
        1.3.3 ZrO_2/ZrW_2O_8陶瓷基復(fù)合材料的相關(guān)研究進(jìn)展
    1.4 ZrO_2/ZrW_2O_8陶瓷基復(fù)合材料近零膨脹機(jī)制
        1.4.1 第二相ZrW_2O_8負(fù)熱膨脹機(jī)理
        1.4.2 ZrO_2/ZrW_2O_8陶瓷基復(fù)合材料熱膨脹機(jī)理和預(yù)測模型
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
    2.3 材料制備工藝
    2.4 材料性能的表征
        2.4.1 陶瓷基復(fù)合材料致密度的表征
        2.4.2 物相成分分析
        2.4.3 微觀組織形貌分析
        2.4.4 熱膨脹性能的表征
        2.4.5 力學(xué)性能表征
第3章 第二相ZrW_2O_8相變分解和固相合成的研究
    3.1 引言
    3.2 ZrW_2O_8共析分解相變的研究
        3.2.1 ZrW_2O_8分解的化學(xué)熱力學(xué)分析
        3.2.2 ZrW_2O_8失穩(wěn)分解區(qū)間的確定
        3.2.3 ZrW_2O_8共析分解機(jī)理及抑制相變分解的方法
    3.3 固相合成反應(yīng)制備ZrW_2O_8合成率的研究
        3.3.1 固相合成反應(yīng)化學(xué)熱力學(xué)分析
        3.3.2 冷卻方式與燒結(jié)溫度對ZrW_2O_8合成率的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 ZrO_2/ZrW_2O_8陶瓷基復(fù)合材料制備工藝與性能
    4.1 引言
    4.2 ZrO_2/ZrW_2O_8復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)預(yù)測
    4.3 熱壓燒結(jié)法（HP）制備ZrO_2/ZrW_2O_8陶瓷基復(fù)合材料的初步探索
        4.3.1 熱壓燒結(jié)法的制備工藝
        4.3.2 熱壓燒結(jié)ZrO_2/ZrW_2O_8陶瓷基復(fù)合材料的性能表征
    4.4 常壓燒結(jié)法（S）制備ZrO_2/ZrW_2O_8陶瓷基復(fù)合材料
        4.4.1 常壓燒結(jié)法的制備工藝
        4.4.2 常壓燒結(jié)ZrO_2/ZrW_2O_8陶瓷基復(fù)合材料的性能表征
    4.5 熱壓燒結(jié)與常壓燒結(jié)制備ZrO_2/ZrW_2O_8復(fù)合材料的性能對比及展望
    4.6 ZrO_2/ZrW_2O_8陶瓷基復(fù)合材料的尺寸效應(yīng)
        4.6.1 試樣尺寸與熱膨脹系數(shù)的關(guān)系
        4.6.2 試樣尺寸與熱應(yīng)力的關(guān)系
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]Al2O3-TiO2系相關(guān)系與鈦酸鋁共析分解[J]. 高振昕.  耐火材料. 2015(03)
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[6]堇青石合成的研究進(jìn)展[J]. 張巍.  巖石礦物學(xué)雜志. 2014(04)
[7]堇青石陶瓷的應(yīng)用與制備進(jìn)展[J]. 趙月明,郭從盛,譚宏斌.  中國陶瓷. 2011(10)
[8]熱脹冷縮原理在響洪甸抽水蓄能電站#6機(jī)組A修中的運(yùn)用[J]. 王健.  江淮水利科技. 2011(04)
[9]脈沖激光沉積ZrW2O8薄膜的制備和性能[J]. 劉紅飛,張志萍,張偉,陳小兵,程曉農(nóng).  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]負(fù)熱膨脹材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 刁志聰,林偉林.  中國鎢業(yè). 2010(02)

博士論文
[1]ZrB2-SiC基超高溫陶瓷材料熱沖擊失效行為的研究[D]. 劉國仟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]ZrW2O8/ZrSiO4近零膨脹復(fù)合材料的制備與表征[D]. 向紹斌.湖南科技大學(xué) 2014
[2]鋰輝石陶瓷的制備、表征及其抗熱震性能[D]. 李婷婷.武漢工程大學(xué) 2012



本文編號：3556794