Al25Si-C/C耗散防热复合材料的设计制备及性能研究
发布时间：2021-11-17 00:06
本文以制备轻质、高强度、耐高温烧蚀的防热材料为目标,以耗散防热为设计思路,采用不同密度C/C复合材料为基体,在综合考虑材料的物理性能、热力学性能等指标的基础上选择Al25Si合金作为浸渗剂,并制备了Al25Si-C/C耗散防热复合材料。采用先进分析手段对Al25Si-C/C耗散防热复合材料的微观组织形貌、力学性能、热物理性能、抗热震性能进行了分析研究,并探讨了相关影响因素。通过氧-乙炔烧蚀实验表征其抗烧蚀性能,并对烧蚀后的微观组织形貌演变观察分析,结合热力学及烧蚀过程中出现的不同烧蚀行为机制对材料的耐烧蚀机理进行阐释。制备的Al25Si-C/C复合材料致密度较高,浸渗剂在基体中呈网状均匀分布,这种微观结构对材料力学性能提高起到重要作用,材料表面物相主要为C、Al、Si。耗散防热复合材料的力学性能相比C/C基体显著提高,五种耗散防热复合材料的三点弯曲强度提升32.05%-101.98%,压缩强度提升32.37%-142.13%。Al25Si-C/C耗散防热复合材料的抗热震性能较为优异,残余弯曲强度随热震温度升高呈现出先大幅度降低,再升高,继而减小的特点。C/C基体Z方向热膨胀系数大于XY...
【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】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型难熔金属的高温强度[16]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文种优异性能以外，钨渗铜材料在实际应用在高温热防护构件中题。邝用庚[18]等人在对钨渗铜喉衬在某型号固体火箭发动机试行了研究。图 1-2 为发动机推力及燃烧室压力随时间变化曲线。料组织形貌及工艺参数分析发现出现喉衬收缩现象主要是由于两方面钨骨架在试车点火时会发生二次烧结，从而导致收缩；另一的高温强度不足导致试车过程中喉衬沿轴向伸长，为保证体积不。
3 1200°C 时不同成分和不同骨架密度的钨钼渗铜材料抗拉强度曲基复合材料陶瓷材料是一类以 ZrB2，HfB2，ZrC 等高熔点金属碳化粒，晶须，纤维等增强相所组成的复合材料体系[21-22]。界各国都将陶瓷及陶瓷基复合材料作为超高温材料研然的高熔点、低密度、低导热率和良好的耐烧蚀性能料在火箭发动机，飞行器鼻锥，燃烧室等构件被广泛具有本质脆性，抗热震性能较差[27]，在高温环境下高速气孔和夹杂相比较敏感，容易产生裂纹。高温有氧环入的通道，使得材料抗氧化性能大大下降。飞行器长，陶瓷基复合材料在使用过程中其高温抗氧化问题也解决办法主要集中在两个方面：一方面是通过颗粒，扩展功增加，从而使得裂纹不易扩展；另一方面是通合材料氧化时生成粘度较大且较为致密的含有玻璃相
【参考文献】：
期刊论文
[1]HfB2-HfC-SiC改性C/C复合材料的超高温烧蚀性能研究[J]. 魏玺,李捷文,张伟刚. 装备环境工程. 2016(03)
[2]抗烧蚀C/C复合材料研究进展[J]. 付前刚,张佳平,李贺军. 新型炭材料. 2015(02)
[3]超高温陶瓷复合材料的研究进展[J]. 张幸红,胡平,韩杰才,孟松鹤,杜善义. 科学通报. 2015(03)
[4]C/C复合材料ZrB2-SiC基陶瓷涂层制备及烧蚀性能研究[J]. 张天助,陈招科,熊翔. 中国材料进展. 2013(11)
[5]C/C复合材料Ta2O5-TaC/SiC抗氧化抗烧蚀涂层研究[J]. 姚栋嘉,李贺军,付前刚,陶珺,王永杰. 中国材料进展. 2011(11)
[6]SiC涂层对C/C复合材料高温氧乙炔焰烧蚀性能影响[J]. 苏哲安,杨鑫,黄启忠,黄伯云,李建立,张明瑜,谢志勇. 中国有色金属学报. 2011(11)
[7]航天航空用难熔金属材料的研究进展[J]. 郑欣,白润,王东辉,蔡晓梅,王峰,夏明星,喻吉良. 稀有金属材料与工程. 2011(10)
[8]钨钼渗铜材料的力学性能和组织研究[J]. 唐亮亮,邝用庚,陈飞雄,张保红,甘乐. 粉末冶金工业. 2011(03)
[9]SiC改性C/C复合材料的制备及其烧蚀性能[J]. 魏连锋,李克智,吴恒,李贺军,王永杰. 硅酸盐学报. 2011(02)
[10]超高温陶瓷材料抗热冲击性能及抗氧化性能研究[J]. 张幸红,胡平,韩杰才,杜善义. 中国材料进展. 2011(01)
硕士论文
[1]Gr/Al-Si耗散防热材料的设计制备及性能研究[D]. 王梦得.哈尔滨工业大学 2016
[2]Al-Si（Zr）/Gr耗散防热复合材料的性能和耐烧蚀机理研究[D]. 高福刚.哈尔滨工业大学 2014
[3]Al20Si/Gr耗散防热材料氧—乙炔和发动机燃烧室烧蚀性能研究[D]. 李冰清.哈尔滨工业大学 2011
[4]Gr/Al-Mg复合材料抗热震与抗烧蚀性能研究[D]. 姜鹤.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3499829
【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】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型难熔金属的高温强度[16]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文种优异性能以外，钨渗铜材料在实际应用在高温热防护构件中题。邝用庚[18]等人在对钨渗铜喉衬在某型号固体火箭发动机试行了研究。图 1-2 为发动机推力及燃烧室压力随时间变化曲线。料组织形貌及工艺参数分析发现出现喉衬收缩现象主要是由于两方面钨骨架在试车点火时会发生二次烧结，从而导致收缩；另一的高温强度不足导致试车过程中喉衬沿轴向伸长，为保证体积不。
3 1200°C 时不同成分和不同骨架密度的钨钼渗铜材料抗拉强度曲基复合材料陶瓷材料是一类以 ZrB2，HfB2，ZrC 等高熔点金属碳化粒，晶须，纤维等增强相所组成的复合材料体系[21-22]。界各国都将陶瓷及陶瓷基复合材料作为超高温材料研然的高熔点、低密度、低导热率和良好的耐烧蚀性能料在火箭发动机，飞行器鼻锥，燃烧室等构件被广泛具有本质脆性，抗热震性能较差[27]，在高温环境下高速气孔和夹杂相比较敏感，容易产生裂纹。高温有氧环入的通道，使得材料抗氧化性能大大下降。飞行器长，陶瓷基复合材料在使用过程中其高温抗氧化问题也解决办法主要集中在两个方面：一方面是通过颗粒，扩展功增加，从而使得裂纹不易扩展；另一方面是通合材料氧化时生成粘度较大且较为致密的含有玻璃相
【参考文献】：
期刊论文
[1]HfB2-HfC-SiC改性C/C复合材料的超高温烧蚀性能研究[J]. 魏玺,李捷文,张伟刚. 装备环境工程. 2016(03)
[2]抗烧蚀C/C复合材料研究进展[J]. 付前刚,张佳平,李贺军. 新型炭材料. 2015(02)
[3]超高温陶瓷复合材料的研究进展[J]. 张幸红,胡平,韩杰才,孟松鹤,杜善义. 科学通报. 2015(03)
[4]C/C复合材料ZrB2-SiC基陶瓷涂层制备及烧蚀性能研究[J]. 张天助,陈招科,熊翔. 中国材料进展. 2013(11)
[5]C/C复合材料Ta2O5-TaC/SiC抗氧化抗烧蚀涂层研究[J]. 姚栋嘉,李贺军,付前刚,陶珺,王永杰. 中国材料进展. 2011(11)
[6]SiC涂层对C/C复合材料高温氧乙炔焰烧蚀性能影响[J]. 苏哲安,杨鑫,黄启忠,黄伯云,李建立,张明瑜,谢志勇. 中国有色金属学报. 2011(11)
[7]航天航空用难熔金属材料的研究进展[J]. 郑欣,白润,王东辉,蔡晓梅,王峰,夏明星,喻吉良. 稀有金属材料与工程. 2011(10)
[8]钨钼渗铜材料的力学性能和组织研究[J]. 唐亮亮,邝用庚,陈飞雄,张保红,甘乐. 粉末冶金工业. 2011(03)
[9]SiC改性C/C复合材料的制备及其烧蚀性能[J]. 魏连锋,李克智,吴恒,李贺军,王永杰. 硅酸盐学报. 2011(02)
[10]超高温陶瓷材料抗热冲击性能及抗氧化性能研究[J]. 张幸红,胡平,韩杰才,杜善义. 中国材料进展. 2011(01)
硕士论文
[1]Gr/Al-Si耗散防热材料的设计制备及性能研究[D]. 王梦得.哈尔滨工业大学 2016
[2]Al-Si（Zr）/Gr耗散防热复合材料的性能和耐烧蚀机理研究[D]. 高福刚.哈尔滨工业大学 2014
[3]Al20Si/Gr耗散防热材料氧—乙炔和发动机燃烧室烧蚀性能研究[D]. 李冰清.哈尔滨工业大学 2011
[4]Gr/Al-Mg复合材料抗热震与抗烧蚀性能研究[D]. 姜鹤.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3499829
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3499829.html
