本文針對APS在C/C基體表面制備ZrB2/SiC復(fù)合陶瓷涂層的工藝及抗氧化燒蝕性能開展了研究工作。利用IPS對ZrB2/SiC團(tuán)聚粉體進(jìn)行了燒結(jié)致密化處理，獲得了適用于APS工藝的粉末原料，研究了ZrB2/SiC團(tuán)聚粉體在IPS工藝中的致密化機(jī)理及控制方式；在等離子射流場特征形成原理的基礎(chǔ)上對等離子射流場加以控制，以滿足ZrB2/SiC粉末對等離子射流場的要求，得到了具有一定致密度和結(jié)合強(qiáng)度的涂層，并研究了射流場狀態(tài)對涂層性能的影響；評價(jià)了ZrB2/SiC涂層在不同燃流條件下的抗氧化燒蝕性能，揭示了ZrB2/SiC涂層在氧化燒蝕環(huán)境中的演化機(jī)制，并探討了涂層的失效機(jī)理。 ZrB2/SiC粉末在IPS處理過程中，由于溫度的升高使得ZrB2顆粒與SiC顆粒發(fā)生共熔，產(chǎn)生的熔液對缺陷進(jìn)行填充，并對顆粒組織進(jìn)行包裹，之后熔液在極短的時(shí)間內(nèi)冷卻至室溫，呈現(xiàn)快速熔凝組織存在顆粒組織之間，該組織在改變顆粒間聯(lián)接方式的同時(shí)，對粉末中的缺陷進(jìn)行了封填，使得粉末獲得較高的致密度并提高了自身強(qiáng)度。使其在APS工藝過程中輸送穩(wěn)定性提高、不易破碎，能夠得到完整的變形顆粒。在IPS處理過程中能夠獲影響粉末燒結(jié)率...

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 C/C
    1.3 C/C 高溫抗氧化燒蝕涂層
        1.3.1 C/C 抗氧化燒蝕涂層用材料
        1.3.2 C/C 抗氧化燒蝕涂層的結(jié)構(gòu)
        1.3.3 C/C 基體高溫抗氧化燒蝕涂層制備工藝
    1.4 本文研究內(nèi)容
        1.4.1 研究的目的和意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第2章 ZrB₂/SiC 涂層抗氧化燒蝕性能的試驗(yàn)與研究方法
    2.1 引言
    2.2 試驗(yàn)原料
        2.2.1 涂層基體材料
        2.2.2 包埋 SiC 層粉末原料
        2.2.3 等離子噴涂用 ZrB₂/SiC 復(fù)合粉末制備原料
        2.2.4 其他試驗(yàn)原料
    2.3 試驗(yàn)設(shè)備
        2.3.1 ZrB₂/SiC 粉末團(tuán)聚設(shè)備
        2.3.2 感應(yīng)等離子球化燒結(jié)設(shè)備
        2.3.3 控制氣氛等離子噴涂設(shè)備
        2.3.4 真空氣氛壓力爐
        2.3.5 涂層抗氧化燒蝕性能考核設(shè)備
        2.3.6 觀察與測量設(shè)備
    2.4 試驗(yàn)方法與參數(shù)
        2.4.1 試驗(yàn)方案與流程
        2.4.2 包埋法制備 SiC 層
        2.4.3 ZrB₂/SiC 粉末團(tuán)聚造粒
        2.4.4 感應(yīng)等離子球化燒結(jié)
        2.4.5 ZrB₂/SiC 涂層制備
        2.4.6 ZrB₂/SiC 復(fù)合陶瓷涂層抗氧化燒蝕性能考核
        2.4.7 粉末流動性及松裝密度的測量
        2.4.8 ZrB₂/SiC 粉末燒結(jié)率測量
        2.4.9 涂層基本力學(xué)性能測試
        2.4.10 涂層孔隙率的測算
        2.4.11 涂層氧化燒蝕率的測算
    參考文獻(xiàn)
第3章 ZrB₂/SiC 復(fù)合陶瓷粉末的合成與致密化控制研究
    3.1 引言
    3.2 噴霧干燥造粒法制備 ZrB₂/SiC 團(tuán)聚粉體特征
        3.2.1 ZrB₂/SiC 團(tuán)聚粉體形貌特征
        3.2.2 ZrB₂/SiC 團(tuán)聚粉體成分分布特征
        3.2.3 ZrB₂/SiC 團(tuán)聚粉體的 APS 工藝適應(yīng)性
    3.3 ZrB₂/SiC 粉末感應(yīng)等離子燒結(jié)致密化機(jī)理及特征
        3.3.1 Z3S1 團(tuán)聚粉體 IPS 處理處理后的成分及形貌特征
        3.3.2 感應(yīng)等離子燒結(jié)工藝對 ZrB₂/SiC 粉末 APS 工藝適應(yīng)性的改進(jìn)
        3.3.3 致密 Z3S1 顆粒的特征
        3.3.4 非致密 Z3S1 粉末的特征
        3.3.5 快速熔凝組織的形成機(jī)理及對粉末致密性的影響
    3.4 Z3S1 粉末致密度的控制與優(yōu)化
        3.4.1 IPS 工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化
        3.4.2 Z3S1 團(tuán)聚顆粒尺寸對燒結(jié)率的影響
    3.5 IPS 對不同成分比例 ZrB₂/SiC 團(tuán)聚粉體的處理效果
    3.6 本章結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第4章 ZrB₂/SiC 復(fù)合陶瓷涂層制備與致密性控制的研究
    4.1 引言
    4.2 APS 制備 ZrB₂/SiC 涂層特征
        4.2.1 Z3S1 涂層形貌及組織結(jié)構(gòu)特征
        4.2.2 APS 制備 Z3S1 涂層組織特征的形成機(jī)理
        4.2.3 APS 制備 Z3S1 涂層成分分布特征
        4.2.4 APS 制備 Z3S1 涂層沉積率及基本性能
    4.3 APS 噴涂射流場控制裝置設(shè)計(jì)制備 ZrB₂/SiC 復(fù)合陶瓷涂層
        4.3.1 射流場控制裝置
        4.3.2 PFC 裝置對等離子射流場特征的影響
        4.3.3 PFC 裝置對粉末飛行狀態(tài)的影響
        4.3.4 PFC-APS 噴涂 Z3S1 粉末變形后的形貌以及組織
        4.3.5 PFC-APS 制備 Z3S1 涂層特征
    4.4 PFC-APS 制備 ZrB₂/SiC 涂層特性控制與工藝優(yōu)化
    4.5 PFC-APS 工藝制備對 ZrB₂/SiC 成分比例變化的適應(yīng)性研究
    4.6 本章結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第5章 ZrB₂/SiC 涂層抗氧化燒蝕性能的考核與研究
    5.1 引言
    5.2 C/C 的抗氧化燒蝕性能
    5.3 ZrB₂/SiC 涂層抗氧化燒蝕規(guī)律
        5.3.1 OAF 抗氧化燒蝕規(guī)律
        5.3.2 SCF 抗氧化燒蝕規(guī)律
    5.4 ZrB₂/SiC 涂層氧化燒蝕過程與失效機(jī)理
        5.4.1 SiC 被動氧化生成 SiO2

        5.4.2 SiC 主動氧化生成 SiO₂

        5.4.3 SiO₂的汽化消耗
    5.5 ZrB₂/SiC 涂層失效機(jī)理
        5.5.1 ZrB₂/SiC 涂層 OAF 燒蝕失效機(jī)理
        5.5.2 ZrB₂/SiC 涂層 SCF 燒蝕失效機(jī)理
    5.6 本章結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
全文結(jié)論
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果
致謝



本文編號：3748636

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