ZrB₂陶瓷具有高熔點、高熱導(dǎo)率和良好的化學(xué)穩(wěn)定性,是超高溫環(huán)境應(yīng)用的重要候選材料。目前大部分研究主要關(guān)注ZrB₂-SiC與ZrB₂-MoSi₂體系,但其存在高溫下液相劇烈揮發(fā)、SiC在低氧環(huán)境的活性氧化以及ZrO₂固相層結(jié)構(gòu)疏松等問題,限制了其在極端環(huán)境中的長期服役,本文針對上述問題展開探索。通過熱力學(xué)計算分別分析超高溫陶瓷和含硅添加相在不同溫度與氧環(huán)境下的氧化行為,為超高溫陶瓷材料和添加相的選擇提供理論指導(dǎo);通過在ZrB₂-SiC體系中引入含鎢添加相起到穩(wěn)定液相、減緩SiC活性氧化的作用,分析含鎢添加相的作用機理與液相中氣泡對高溫抗氧化性能的影響;分別在ZrB₂-SiC體系與ZrB₂-MoSi₂體系引入稀土氧化物達到增強固相層致密性的目的,并探究了稀土氧化物的作用機理。本文針對ZrB₂基復(fù)合材料的氧化層結(jié)構(gòu)特點,選擇含鎢添加相或稀土氧化物作為添加劑,利用真空等離子體噴...

【文章頁數(shù)】：180 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 高超聲速飛行器的熱防護
    1.2 超高溫陶瓷材料
    1.3 ZrB₂ 高溫氧化過程分析
    1.4 ZrB₂ 基復(fù)合材料研究進展
        1.4.1 摻雜物對液相層的影響
        1.4.2 摻雜物對固相層的影響
        1.4.3 摻雜物對熱物性的影響
    1.5 ZrB₂ 基復(fù)合涂層制備技術(shù)
        1.5.1 等離子體噴涂技術(shù)
        1.5.2 包埋滲法
        1.5.3 化學(xué)氣相沉積
        1.5.4 其他方法
    1.6 課題意義與研究內(nèi)容
第2章 超高溫陶瓷材料高溫穩(wěn)定性與組分設(shè)計研究
    2.1 超高溫陶瓷材料熱力學(xué)計算方法簡述
    2.2 超高溫陶瓷材料高溫穩(wěn)定性研究
        2.2.1 超高溫陶瓷材料氧化過程熱力學(xué)計算研究
        2.2.2 超高溫陶瓷材料揮發(fā)圖的計算研究
    2.3 含硅添加相高溫穩(wěn)定性研究
        2.3.1 含硅添加相氧化過程熱力學(xué)計算研究
        2.3.2 含硅添加相揮發(fā)圖的計算研究
    2.4 超高溫陶瓷氧化液相高溫性能研究
    2.5 本章小結(jié)
第3章 含鎢添加相對ZrB₂-SiC涂層高溫抗氧化與抗燒蝕性能影響研究
    3.1 引言
    3.2 實驗內(nèi)容與方法
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 粉體制備
        3.2.3 涂層制備
        3.2.4 高溫抗氧化性能考核
        3.2.5 高溫抗燒蝕性能考核
        3.2.6 樣品表征
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 ZrB₂-SiC-WB涂層1500 ℃抗氧化性能研究
        3.3.2 ZrB₂-SiC-WSi2 涂層1500 ℃抗氧化性能研究
        3.3.3 高溫下硼化物氣泡產(chǎn)生、聚集、破裂過程分析
        3.3.4 控溫方式對ZrB₂-SiC-WB涂層高溫性能影響研究
        3.3.5 含鎢添加相對ZrB₂-SiC涂層抗燒蝕性能影響研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Yb₂O₃對ZrB₂-SiC涂層高溫抗氧化與抗燒蝕性能影響研究.
    4.1 引言
    4.2 實驗內(nèi)容與方法
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 ZrB₂-SiC-Yb₂O₃ 涂層1500 ℃抗氧化性能研究
        4.3.2 ZrB₂-SiC-Yb₂O₃ 涂層抗等離子體火焰燒蝕性能研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Yb₂O₃對ZrB₂-MoSi2 涂層高溫抗氧化與抗燒蝕性能影響研究
    5.1 引言
    5.2 實驗內(nèi)容與方法
    5.3 實驗結(jié)果與討論
        5.3.1 ZrB₂-MoSi2-Yb₂O₃ 涂層1500 ℃抗氧化性能研究
        5.3.2 ZrB₂-MoSi2-Yb₂O₃ 涂層抗等離子體火焰燒蝕性能研究
        5.3.3 ZrB₂-MoSi2-Yb₂O₃ 涂層抗激光燒蝕性能研究
        5.3.4 分析與討論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻
附錄
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：4010789