SiOC/CBCF多孔陶瓷基复合材料及其抗氧化涂层的制备与性能研究
发布时间：2021-09-28 21:21
随着空天飞行器的不断发展,传统的防热材料已不能满足防/隔热一体化技术的要求,亟需新型轻质防/隔热一体化材料解决传统隔热瓦脆性问题。新一代韧化型纤维增强抗氧化复合材料可有效地解决陶瓷隔热瓦的脆性问题,满足未来飞行器在耐高温、抗氧化、以及长时间等方面的需求。本课题针对大面积用新型防/隔热一体化复合材料的迫切需求,优化复合材料的制备工艺,获得了复合材料的热物理性能,同时开展梯度化抗氧化涂层的制备及烧蚀性能研究。以轻质、高孔隙率及低热导率的短切碳纤维骨架（CBCF）复合材料为增强相、以SiOC陶瓷为基体相,制备出CBCF增强SiOC轻质多孔复合材料。研究了复合材料在高温环境下的力学及热学性能;提出了采用原位生长三维SiC纳米线增强SiOC/CBCF复合材料的制备方法;最后设计并制备了TaSi2基多组分、梯度化多层抗氧化涂层,通过静态氧化、氧-乙炔烧蚀以及电弧风洞测试评价了复合材料的抗氧化及防/隔热性能。以甲基三甲氧基硅烷及二甲基二甲氧基硅烷为先驱体,采用浸渍-裂解（PIP）工艺制备了密度为0.54g/cm3的SiOC/CBCF复合材料。研究了SiOC...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
TUFROC组成结构
哈尔滨工业大学博士学位论文料采用直径为 10μm，长度 0.25mm 的粘胶基短切碳纤维以高温惰性气氛下利用酚醛树脂碳化将短切碳纤维相互粘接就表现出优异的隔热性能，在温度高达 2000°C 时，其K-1，随后这种复合材料也被广泛的应用于各种气氛炉的隔热年美国一篇专利中报道了一种轻质多孔碳粘接碳纤维复合材n-bonded carbon fiber composites，CBCF），该报道指出利用密度小于 0.1g/cm3的多孔复合材料。碳纤维具有高比模量、且在非氧化高温环境下仍具有较高的力学性能等一系列优架具有轻量化、高孔隙率（65%~85%）和较低的热导率的行器的隔热结构。CBCF 复合材料的出现为航天飞行器热防思路[35]。
第 1 章 绪论m 的 CT 扫描图[38]。表 1-1 FiberForm 复合材料的主要性能[37]Table 1-1 Property of the FiberForm composit性能） 0.15-0.23%） 80.2-94.2Pa） 1.17±0.05（x/y 方向），0.52±0Wm-1K-1) 0.21-1.24(260°C-2200°C)(Wm-1K-1) 0.024-0.647(260°C-2200°C)ational Aeronautics and Space Administr架复合材料[39]。制备方法主要是采用陶瓷的先驱体溶液浸渍到 CBCF 骨架得到 SiOC/CBCF 复合材料，进而将同年，NASA 还采用短切碳纤维为骨henolic Impregnated CarbonAblator, PI
【参考文献】：
期刊论文
[1]盖板式热防护系统研究现状及发展趋势[J]. 周长灵,徐鸿照,朱杉,陈斌,杜斌. 现代技术陶瓷. 2016(03)
[2]陶瓷基复合材料盖板式热防护系统的设计与分析[J]. 任青梅,张婕. 航空科学技术. 2013(05)
[3]陶瓷隔热瓦表面SiO2-B2O3-MoSi2-SiB4涂层的制备与性能研究[J]. 武勇斌,赫晓东,李军. 航天制造技术. 2012(05)
[4]高超声速飞行器结构材料与热防护系统[J]. 郭朝邦,李文杰. 飞航导弹. 2010(04)
[5]刚性隔热材料的力学性能[J]. 孙陈诚,胡子君,鲁胜,张宏波,陈海坤. 宇航材料工艺. 2010(02)
[6]SiO2气凝胶复合短切莫来石纤维多孔骨架复合材料的制备及性能[J]. 王衍飞,张长瑞,冯坚,姜勇刚. 国防科技大学学报. 2008(06)
[7]超高温材料的研究进展及应用[J]. 张勇,何新波,曲选辉,段柏华. 材料导报. 2007(12)
[8]等离子喷涂炭/炭复合材料Cr-Al-Si涂层显微结构及高温抗氧化性能[J]. 黄敏,李克智,李贺军,付前刚,徐国忠,孙国栋. 复合材料学报. 2007(05)
[9]2D-C/C复合材料氧化动力学模型及其氧化机理[J]. 郭伟明,肖汉宁,田荣一安. 复合材料学报. 2007(01)
[10]C/C复合材料抗氧化涂层研究进展[J]. 杨星,崔红,闫联生. 炭素. 2006(04)
博士论文
[1]SiOC基陶瓷改性碳纤维骨架复合材料及其抗氧化涂层研究[D]. 刘琛.哈尔滨工业大学 2015
[2]ZrB2基陶瓷改性碳粘结碳纤维复合材料及其抗氧化涂层研究[D]. 徐宝升.哈尔滨工业大学 2016
[3]化学气相沉积SiC和ZrC涂层的制备及抗烧蚀性能[D]. 王少龙.西北工业大学 2015
[4]C/C复合材料的基体改性及其抗氧化研究[D]. 高孟姣.上海大学 2013
[5]聚硅氧烷转化SiOC陶瓷微观结构的演变与改性[D]. 徐天恒.国防科学技术大学 2011
[6]B、N改性SiOC基陶瓷的制备及性能[D]. 白宏伟.哈尔滨工业大学 2011
[7]高超声速飞行器热防护系统主动冷却机制与效能评估[D]. 刘双.哈尔滨工业大学 2010
[8]SiC晶须增韧硅化物及SiC/玻璃高温防氧化涂层的研究[D]. 付前刚.西北工业大学 2007
[9]聚硅氧烷先驱体转化制备陶瓷基复合材料研究[D]. 马青松.中国人民解放军国防科学技术大学 2003
硕士论文
[1]氧化硅—氧化铝复合高温隔热瓦的制备与性能研究[D]. 刘瑞祥.哈尔滨工业大学 2016
[2]短切碳纤维骨架材料的力学及导热性能研究[D]. 王鹏.哈尔滨工业大学 2015
[3]莫来石基刚性多孔隔热材料的制备与性能研究[D]. 冯云龙.哈尔滨工业大学 2012
[4]新型空天飞行器与热防护系统设计[D]. 黄盛.南京航空航天大学 2012
[5]防热瓦式热防护系统结构技术研究[D]. 尹凯军.南京航空航天大学 2010
本文编号：3412552
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
TUFROC组成结构
哈尔滨工业大学博士学位论文料采用直径为 10μm，长度 0.25mm 的粘胶基短切碳纤维以高温惰性气氛下利用酚醛树脂碳化将短切碳纤维相互粘接就表现出优异的隔热性能，在温度高达 2000°C 时，其K-1，随后这种复合材料也被广泛的应用于各种气氛炉的隔热年美国一篇专利中报道了一种轻质多孔碳粘接碳纤维复合材n-bonded carbon fiber composites，CBCF），该报道指出利用密度小于 0.1g/cm3的多孔复合材料。碳纤维具有高比模量、且在非氧化高温环境下仍具有较高的力学性能等一系列优架具有轻量化、高孔隙率（65%~85%）和较低的热导率的行器的隔热结构。CBCF 复合材料的出现为航天飞行器热防思路[35]。
第 1 章 绪论m 的 CT 扫描图[38]。表 1-1 FiberForm 复合材料的主要性能[37]Table 1-1 Property of the FiberForm composit性能） 0.15-0.23%） 80.2-94.2Pa） 1.17±0.05（x/y 方向），0.52±0Wm-1K-1) 0.21-1.24(260°C-2200°C)(Wm-1K-1) 0.024-0.647(260°C-2200°C)ational Aeronautics and Space Administr架复合材料[39]。制备方法主要是采用陶瓷的先驱体溶液浸渍到 CBCF 骨架得到 SiOC/CBCF 复合材料，进而将同年，NASA 还采用短切碳纤维为骨henolic Impregnated CarbonAblator, PI
【参考文献】：
期刊论文
[1]盖板式热防护系统研究现状及发展趋势[J]. 周长灵,徐鸿照,朱杉,陈斌,杜斌. 现代技术陶瓷. 2016(03)
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[4]高超声速飞行器结构材料与热防护系统[J]. 郭朝邦,李文杰. 飞航导弹. 2010(04)
[5]刚性隔热材料的力学性能[J]. 孙陈诚,胡子君,鲁胜,张宏波,陈海坤. 宇航材料工艺. 2010(02)
[6]SiO2气凝胶复合短切莫来石纤维多孔骨架复合材料的制备及性能[J]. 王衍飞,张长瑞,冯坚,姜勇刚. 国防科技大学学报. 2008(06)
[7]超高温材料的研究进展及应用[J]. 张勇,何新波,曲选辉,段柏华. 材料导报. 2007(12)
[8]等离子喷涂炭/炭复合材料Cr-Al-Si涂层显微结构及高温抗氧化性能[J]. 黄敏,李克智,李贺军,付前刚,徐国忠,孙国栋. 复合材料学报. 2007(05)
[9]2D-C/C复合材料氧化动力学模型及其氧化机理[J]. 郭伟明,肖汉宁,田荣一安. 复合材料学报. 2007(01)
[10]C/C复合材料抗氧化涂层研究进展[J]. 杨星,崔红,闫联生. 炭素. 2006(04)
博士论文
[1]SiOC基陶瓷改性碳纤维骨架复合材料及其抗氧化涂层研究[D]. 刘琛.哈尔滨工业大学 2015
[2]ZrB2基陶瓷改性碳粘结碳纤维复合材料及其抗氧化涂层研究[D]. 徐宝升.哈尔滨工业大学 2016
[3]化学气相沉积SiC和ZrC涂层的制备及抗烧蚀性能[D]. 王少龙.西北工业大学 2015
[4]C/C复合材料的基体改性及其抗氧化研究[D]. 高孟姣.上海大学 2013
[5]聚硅氧烷转化SiOC陶瓷微观结构的演变与改性[D]. 徐天恒.国防科学技术大学 2011
[6]B、N改性SiOC基陶瓷的制备及性能[D]. 白宏伟.哈尔滨工业大学 2011
[7]高超声速飞行器热防护系统主动冷却机制与效能评估[D]. 刘双.哈尔滨工业大学 2010
[8]SiC晶须增韧硅化物及SiC/玻璃高温防氧化涂层的研究[D]. 付前刚.西北工业大学 2007
[9]聚硅氧烷先驱体转化制备陶瓷基复合材料研究[D]. 马青松.中国人民解放军国防科学技术大学 2003
硕士论文
[1]氧化硅—氧化铝复合高温隔热瓦的制备与性能研究[D]. 刘瑞祥.哈尔滨工业大学 2016
[2]短切碳纤维骨架材料的力学及导热性能研究[D]. 王鹏.哈尔滨工业大学 2015
[3]莫来石基刚性多孔隔热材料的制备与性能研究[D]. 冯云龙.哈尔滨工业大学 2012
[4]新型空天飞行器与热防护系统设计[D]. 黄盛.南京航空航天大学 2012
[5]防热瓦式热防护系统结构技术研究[D]. 尹凯军.南京航空航天大学 2010
本文编号：3412552
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