摻雜對(duì)ZrO 2 基熱障涂層用陶瓷材料抑紅外輻射性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2022-12-18 11:31
隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推力十分重要。航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片長(zhǎng)期在高溫下工作,推重比提高,隨之而來(lái)的是發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前的進(jìn)口溫度的不斷升高,熱輻射占比越來(lái)越重,屏蔽高溫輻射是一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題,對(duì)新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱障涂層而言,抑制熱輻射的研究是很有意義的。本文采用摻雜氧化鋯的途徑提高涂層材料的發(fā)射率,在滿足具有良好的高溫相穩(wěn)定性和低的熱導(dǎo)率等基礎(chǔ)性能的前提下以達(dá)到抑制紅外輻射的目的。利用氧化鎳、氧化鉺、氧化釔、氧化鐿和氧化鋯粉末為原料,用高溫固相合成法制備了復(fù)合陶瓷材料。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)手段分析材料的物相組成并考察其高溫相穩(wěn)定性;采用激光導(dǎo)熱儀等測(cè)試手段研究該復(fù)合陶瓷材料的比熱、熱擴(kuò)散系數(shù)、熱導(dǎo)率等熱物理性能;采用傅里葉光譜儀對(duì)陶瓷試樣的發(fā)射率進(jìn)行了測(cè)試。相結(jié)構(gòu)研究結(jié)果顯示,NiO、Er2O3、Yb2O3三元共摻雜體系1500℃下300 h具有良好的高溫相穩(wěn)定性,特別是Er2O3和Yb2O
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 熱障涂層的結(jié)構(gòu)體系及制備方法
1.2.1 熱障涂層的結(jié)構(gòu)體系
1.2.2 熱障涂層的制備方法
1.3 熱障涂層材料的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 Y_2O_3 部分穩(wěn)定的ZrO_2(YSZ)
1.3.2 YSZ的摻雜改性
1.3.3 新型熱障涂層材料
1.4 熱障涂層紅外輻射的研究
1.4.1 晶體紅外光譜的基本概念
1.4.2 紅外輻射對(duì)陶瓷材料的影響
1.4.3 熱輻射基本定律
1.4.4 熱障涂層的熱輻射
1.4.5 熱障涂層抑紅外輻射的研究現(xiàn)狀
1.5 論文的主要研究意義和內(nèi)容
第二章 試驗(yàn)材料及方法和設(shè)備
2.1 試驗(yàn)材料及配比
2.2 陶瓷材料的制備方法
2.3 試驗(yàn)所用儀器及設(shè)備
2.4 性能測(cè)試及分析方法
2.4.1 XRD物相分析
2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.4.3 密度
2.4.4 熱擴(kuò)散系數(shù)
2.4.5 比熱
2.4.6 熱導(dǎo)率計(jì)算
2.4.7 陶瓷材料紅外透過(guò)率測(cè)試
2.4.8 陶瓷材料紅外發(fā)射率測(cè)試
第三章 陶瓷材料的高溫相穩(wěn)定性及其熱物理性能的研究
3.1 摻雜物相種類對(duì)相穩(wěn)定性的影響
3.1.1 相組成
3.1.2 高溫相穩(wěn)定性
3.2 摻雜物相含量對(duì)相穩(wěn)定性的影響
3.2.1 相組成
3.2.2 高溫相穩(wěn)定性
3.3 摻雜物相種類對(duì)熱物理性能的影響
3.3.1 比熱
3.3.2 熱擴(kuò)散系數(shù)
3.3.3 熱導(dǎo)率
3.4 摻雜物相含量對(duì)熱物理性能的影響
3.4.1 比熱
3.4.2 熱擴(kuò)散系數(shù)
3.4.3 熱導(dǎo)率
3.5 本章小結(jié)
第四章 陶瓷材料的紅外透過(guò)性能研究
4.1 摻雜物相種類對(duì)紅外透過(guò)率的影響
4.2 摻雜物相含量對(duì)紅外透過(guò)率的影響
4.3 陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 陶瓷材料的熱輻射性能
5.1 不同溫度下陶瓷材料的發(fā)射率研究
5.2 同一溫度下不同陶瓷材料的發(fā)射率研究
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 A:攻讀碩士期間發(fā)表論文
附錄 B:攻讀碩士學(xué)位期間獲得的主要獎(jiǎng)勵(lì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Er2O3摻雜對(duì)Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷相結(jié)構(gòu)及相穩(wěn)定性的影響[J]. 辛娜,喬璟,謝敏,宋希文. 稀土. 2016(06)
[2]熱障涂層制備方法的研究[J]. 王莉莉,王偉,譚世磊,宋閃光. 熱加工工藝. 2016(18)
[3]高輻射率紅外陶瓷材料的制備及性能研究[J]. 楊金萍,王春梅,魏恒勇,陳旸. 耐火材料. 2016(04)
[4]Gd2O3-Yb2O3-Y2O3-ZrO2熱障涂層材料的熱物理性能[J]. 李嘉,謝錚,何箐,鄒晗,呂玉芬. 表面技術(shù). 2015(09)
[5]CMAS環(huán)境下電子束物理氣相沉積熱障涂層的熱循環(huán)行為及失效機(jī)制[J]. 苗文輝,王璐,郭洪波,彭徽,王凱,宮聲凱. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2012(05)
[6]稀土鋯酸鹽熱障涂層材料研究進(jìn)展[J]. 項(xiàng)建英,陳樹海,黃繼華,周國(guó)棟,梁文建,汪瑞軍,何箐. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(01)
[7]鉺/鐿摻雜多金屬氧酸鹽的制備及其近紅外發(fā)光性研究[J]. 馬冬云,孟祥清,吳莉莉,宋春香. 云南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)
[8]電子束物理氣相沉積YSZ熱障涂層研究[J]. 于海濤,宋希文,牟仁德,何利民,謝敏,周芬,安勝利. 稀土. 2011(03)
[9]新型稀土鋯酸鹽材料研究進(jìn)展[J]. 劉占國(guó),歐陽(yáng)家虎,夏校良,相珺,周玉. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2011(01)
[10]超音速噴涂粘結(jié)層對(duì)熱障涂層抗氧化性能的影響[J]. 董允,任志敏,林曉娉,王志平,丁坤英. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(20)
博士論文
[1]Sm2Zr2O7-NiCr2O4高發(fā)射率熱障涂層材料研究[D]. 李濤.北京理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]具有熱障涂層的導(dǎo)向葉片的復(fù)合冷卻數(shù)值研究[D]. 胡冰城.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]Gd2O3-NiO共摻對(duì)釔穩(wěn)定氧化鋯材料隔熱性能影響的研究[D]. 舒煥烜.昆明理工大學(xué) 2016
[3]熱障涂層粘結(jié)層成分優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 邱琳.上海交通大學(xué) 2014
[4]Er2O3,Yb2O3,Y2O3摻雜對(duì)La2Zr2O7熱障涂層材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 張永和.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
[5]CMAS腐蝕熱障涂層殘余應(yīng)力與斷裂韌性測(cè)試分析[D]. 王大朋.湘潭大學(xué) 2014
[6]高溫鈦合金表面YSZ熱障涂層性能研究[D]. 張可召.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[7]稀土六鋁酸鹽熱障涂層材料的制備及其熱物理性能研究[D]. 王元紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3721976
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 熱障涂層的結(jié)構(gòu)體系及制備方法
1.2.1 熱障涂層的結(jié)構(gòu)體系
1.2.2 熱障涂層的制備方法
1.3 熱障涂層材料的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 Y_2O_3 部分穩(wěn)定的ZrO_2(YSZ)
1.3.2 YSZ的摻雜改性
1.3.3 新型熱障涂層材料
1.4 熱障涂層紅外輻射的研究
1.4.1 晶體紅外光譜的基本概念
1.4.2 紅外輻射對(duì)陶瓷材料的影響
1.4.3 熱輻射基本定律
1.4.4 熱障涂層的熱輻射
1.4.5 熱障涂層抑紅外輻射的研究現(xiàn)狀
1.5 論文的主要研究意義和內(nèi)容
第二章 試驗(yàn)材料及方法和設(shè)備
2.1 試驗(yàn)材料及配比
2.2 陶瓷材料的制備方法
2.3 試驗(yàn)所用儀器及設(shè)備
2.4 性能測(cè)試及分析方法
2.4.1 XRD物相分析
2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.4.3 密度
2.4.4 熱擴(kuò)散系數(shù)
2.4.5 比熱
2.4.6 熱導(dǎo)率計(jì)算
2.4.7 陶瓷材料紅外透過(guò)率測(cè)試
2.4.8 陶瓷材料紅外發(fā)射率測(cè)試
第三章 陶瓷材料的高溫相穩(wěn)定性及其熱物理性能的研究
3.1 摻雜物相種類對(duì)相穩(wěn)定性的影響
3.1.1 相組成
3.1.2 高溫相穩(wěn)定性
3.2 摻雜物相含量對(duì)相穩(wěn)定性的影響
3.2.1 相組成
3.2.2 高溫相穩(wěn)定性
3.3 摻雜物相種類對(duì)熱物理性能的影響
3.3.1 比熱
3.3.2 熱擴(kuò)散系數(shù)
3.3.3 熱導(dǎo)率
3.4 摻雜物相含量對(duì)熱物理性能的影響
3.4.1 比熱
3.4.2 熱擴(kuò)散系數(shù)
3.4.3 熱導(dǎo)率
3.5 本章小結(jié)
第四章 陶瓷材料的紅外透過(guò)性能研究
4.1 摻雜物相種類對(duì)紅外透過(guò)率的影響
4.2 摻雜物相含量對(duì)紅外透過(guò)率的影響
4.3 陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 陶瓷材料的熱輻射性能
5.1 不同溫度下陶瓷材料的發(fā)射率研究
5.2 同一溫度下不同陶瓷材料的發(fā)射率研究
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 A:攻讀碩士期間發(fā)表論文
附錄 B:攻讀碩士學(xué)位期間獲得的主要獎(jiǎng)勵(lì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Er2O3摻雜對(duì)Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷相結(jié)構(gòu)及相穩(wěn)定性的影響[J]. 辛娜,喬璟,謝敏,宋希文. 稀土. 2016(06)
[2]熱障涂層制備方法的研究[J]. 王莉莉,王偉,譚世磊,宋閃光. 熱加工工藝. 2016(18)
[3]高輻射率紅外陶瓷材料的制備及性能研究[J]. 楊金萍,王春梅,魏恒勇,陳旸. 耐火材料. 2016(04)
[4]Gd2O3-Yb2O3-Y2O3-ZrO2熱障涂層材料的熱物理性能[J]. 李嘉,謝錚,何箐,鄒晗,呂玉芬. 表面技術(shù). 2015(09)
[5]CMAS環(huán)境下電子束物理氣相沉積熱障涂層的熱循環(huán)行為及失效機(jī)制[J]. 苗文輝,王璐,郭洪波,彭徽,王凱,宮聲凱. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2012(05)
[6]稀土鋯酸鹽熱障涂層材料研究進(jìn)展[J]. 項(xiàng)建英,陳樹海,黃繼華,周國(guó)棟,梁文建,汪瑞軍,何箐. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(01)
[7]鉺/鐿摻雜多金屬氧酸鹽的制備及其近紅外發(fā)光性研究[J]. 馬冬云,孟祥清,吳莉莉,宋春香. 云南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)
[8]電子束物理氣相沉積YSZ熱障涂層研究[J]. 于海濤,宋希文,牟仁德,何利民,謝敏,周芬,安勝利. 稀土. 2011(03)
[9]新型稀土鋯酸鹽材料研究進(jìn)展[J]. 劉占國(guó),歐陽(yáng)家虎,夏校良,相珺,周玉. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2011(01)
[10]超音速噴涂粘結(jié)層對(duì)熱障涂層抗氧化性能的影響[J]. 董允,任志敏,林曉娉,王志平,丁坤英. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(20)
博士論文
[1]Sm2Zr2O7-NiCr2O4高發(fā)射率熱障涂層材料研究[D]. 李濤.北京理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]具有熱障涂層的導(dǎo)向葉片的復(fù)合冷卻數(shù)值研究[D]. 胡冰城.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]Gd2O3-NiO共摻對(duì)釔穩(wěn)定氧化鋯材料隔熱性能影響的研究[D]. 舒煥烜.昆明理工大學(xué) 2016
[3]熱障涂層粘結(jié)層成分優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 邱琳.上海交通大學(xué) 2014
[4]Er2O3,Yb2O3,Y2O3摻雜對(duì)La2Zr2O7熱障涂層材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 張永和.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
[5]CMAS腐蝕熱障涂層殘余應(yīng)力與斷裂韌性測(cè)試分析[D]. 王大朋.湘潭大學(xué) 2014
[6]高溫鈦合金表面YSZ熱障涂層性能研究[D]. 張可召.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[7]稀土六鋁酸鹽熱障涂層材料的制備及其熱物理性能研究[D]. 王元紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3721976
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiagonggongyi/3721976.html
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