超高温防/隔热材料的制备及性能研究

发布时间：2021-03-07 00:45

　　高超声速飞行器在超高温度、局部瞬时加热、高气动载荷和冲刷等极端环境下的服役特征对热防护材料提出了苛刻的要求。此外,高超声速飞行器的推进系统超燃冲压发动机在长时间服役的过程中会面临日益恶化的高温水蒸气的严酷环境,因此必须采用隔热材料对发动机基体加以保护。而现有的超高温防/隔热材料已不能满足应用需求,因此研发新型超高温防/隔热材料对于高超声速飞行器的发展有着重要意义。基于上述背景,本课题的主要研究内容包括:（1）Yb3Al5O12粉体的合成和表征。以Yb2O3和Al2O3粉末作为起始原料,采用固相反应法在空气中经过1150oC煅烧2小时得到纯相Yb3Al5O12粉体。利用Rietveld优化后的晶胞参数为a=11.930?,拟合得到的Yb3Al5O12的原子位置为:Yb（0.125,0,0.25）,Al（1）（0,0,0）,Al（2）（0.375,0,0.25）,O（0.2799,0.1008,0.1990）。Yb3Al5O12粉末的平均粒径约为600 nm,粉末颗粒中的微晶尺寸约为53nm。烧结实验表明氩气能促进Yb3Al5O12在烧结过程中的致密化。Yb3Al5O12粉末在氩气中经过1... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：167 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 超高温防/隔热材料概述
        1.2.1 超高温防热材料
        1.2.2 超高温隔热材料
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 超高温防热材料的研究进展
        1.3.2 超高温隔热材料的研究进展
    1.4 本文的主要研究内容
3Al₅O₁₂粉末的合成、表征与烧结性能">第二章 Yb₃Al₅O₁₂粉末的合成、表征与烧结性能
    2.1 引言
    2.2 实验过程
3Al₅O₁₂粉末的合成">        2.2.1 Yb₃Al₅O₁₂粉末的合成
3Al₅O₁₂粉末的表征">        2.2.2 Yb₃Al₅O₁₂粉末的表征
3Al₅O₁₂粉末的烧结性能">        2.2.3 Yb₃Al₅O₁₂粉末的烧结性能
    2.3 实验结果和讨论
3Al₅O₁₂的合成和反应路径">        2.3.1 Yb₃Al₅O₁₂的合成和反应路径
3Al₅O₁₂粉末的表征">        2.3.2 Yb₃Al₅O₁₂粉末的表征
            2.3.2.1 X射线衍射分析
            2.3.2.2 粒径分布和表面形貌
3Al₅O₁₂在不同气氛下的烧结性能">        2.3.3 Yb₃Al₅O₁₂在不同气氛下的烧结性能
    2.4 本章小结
3Al₅O₁₂陶瓷的力学性能">第三章 Yb₃Al₅O₁₂陶瓷的力学性能
    3.1 引言
    3.2 实验过程
3Al₅O₁₂块体的制备">        3.2.1 Yb₃Al₅O₁₂块体的制备
        3.2.2 力学性能测试
        3.2.3 赫兹接触测试
    3.3 实验结果和讨论
3Al₅O₁₂块体材料的表征">        3.3.1 Yb₃Al₅O₁₂块体材料的表征
3Al₅O₁₂材料的力学性能">        3.3.2 Yb₃Al₅O₁₂材料的力学性能
3Al₅O₁₂材料的损伤容限">        3.3.3 Yb₃Al₅O₁₂材料的损伤容限
    3.4 本章小结
3Al₅O₁₂陶瓷的热学性能">第四章 Yb₃Al₅O₁₂陶瓷的热学性能
    4.1 引言
    4.2 实验过程
        4.2.1 样品制备
        4.2.2 热学性能测试
    4.3 实验结果和讨论
        4.3.1 样品表征
        4.3.2 热学性能
            4.3.2.1 德拜温度
            4.3.2.2 热膨胀系数
            4.3.2.3 热容和热扩散
            4.3.2.4 热导率
3Al₅O₁₂作为隔热涂层的潜在应用">        4.3.3 Yb₃Al₅O₁₂作为隔热涂层的潜在应用
    4.4 本章小结
3Al₅O₁₂陶瓷的凝胶注模成型技术">第五章 Yb₃Al₅O₁₂陶瓷的凝胶注模成型技术
    5.1 引言
    5.2 实验过程
        5.2.1 样品制备
        5.2.2 表征方法
    5.3 实验结果和讨论
    5.4 本章小结
3Al₅O₁₂泡沫陶瓷的制备与表征">第六章 多孔Yb₃Al₅O₁₂泡沫陶瓷的制备与表征
    6.1 引言
    6.2 实验过程
        6.2.1 样品制备
        6.2.2 表征方法
    6.3 实验结果和讨论
    6.4 本章小结
6陶瓷的制备和性能">第七章 超高温多孔YbB₆陶瓷的制备和性能
    7.1 引言
    7.2 实验过程
6陶瓷的制备">        7.2.1 多孔YbB₆陶瓷的制备
        7.2.2 表征方法
    7.3 实验结果和讨论
6陶瓷">        7.3.1 原位反应结合部分烧结法制备多孔YbB₆陶瓷
6陶瓷的表征">        7.3.2 多孔YbB₆陶瓷的表征
6陶瓷的力学性能">        7.3.3 多孔YbB₆陶瓷的力学性能
    7.4 本章小结
第八章 高强度抗接触损伤多孔SiC/C陶瓷的制备与表征
    8.1 引言
    8.2 实验过程
        8.2.1 材料制备
        8.2.2 样品表征
        8.2.3 赫兹接触测试
    8.3 实验结果和讨论
        8.3.1 LPCS前驱体的表征
        8.3.2 浸渍和裂解
        8.3.3 相组成分析
        8.3.4 微观结构分析
        8.3.5 力学性能和接触损伤
    8.4 本章小结
第九章 ZrC-SiC复合粉末的合成及其氧化性能
    9.1 引言
    9.2 实验过程
        9.2.1 ZrC-SiC粉末的合成
        9.2.2 表征方法
        9.2.3 氧化性能测试
    9.3 实验结果和讨论
        9.3.1 杂化LPCS-PZC前驱体的表征
            9.3.1.1 可混合性为
            9.3.1.2 结构特征
            9.3.1.3 热重行为
        9.3.2 ZrC-SiC粉末的相组成、元素组成和微观结构
            9.3.2.1 相组成分析
            9.3.2.2 元素组成分析
            9.3.2.3 微观结构分析
        9.3.3 ZrC-SiC粉末的氧化性能
            9.3.3.1 热重分析
            9.3.3.2 在 400–1300°C温度区间内恒温氧化
            9.3.3.3 氧化过程中的物相演变和形貌变化
            9.3.3.4 氧化机理
    9.4 本章小结
第十章 总结论
参考文献
攻读博士学位期间发表论文及参加科研情况
致谢



本文编号：3068103