SiO 2f /SiO 2 复合材料表面高温高发射率红外辐射涂层的制备与研究

发布时间：2022-12-11 04:14

　　热防护系统（TPS）是航天飞行器的重要结构,保护飞行器以高速穿越大气层时避免破坏与烧毁。本文以航天飞行器热防护系统为研究背景,在石英纤维增强石英复合材料表面制备高发射率红外辐射涂层,提高热防护系统的防隔热效率。本文以热膨胀系数较低的SiO₂为基料,Fe₂O₃、Cr₂O₃为主要辐射剂,MnO₂、Co₂O₃、NiO为高辐射添加剂,采用喷雾干燥法制备团聚粉末,运用等离子喷涂技术制备高发射率红外辐射涂层。通过探究确定了基料与主要辐射剂以及主要辐射剂之间的最佳比例,获得了既具有较高发射率,又具有优异抗热震性能的涂层体系。采用喷雾干燥方法制备的粉末,各组分之间仅为简单的物理粘结作用,需要对粉末进行焙烧,以获得良好高温稳定性和较高红外辐射率的尖晶石相。通过实验确定粉末的焙烧温度为1250℃,焙烧时间为半个小时。经喷雾干燥制备后的粉末在焙烧前后都呈球状,经过焙烧后粒径变大,流动性有所降低,但能够满足等离子喷涂工艺的要求。等离子喷... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 红外辐射理论基础
        1.2.1 红外辐射的基本概念
        1.2.2 红外辐射相关规律
        1.2.3 影响红外辐射材料发射率的因素
    1.3 红外辐射材料
        1.3.1 红外辐射材料的概念和分类
        1.3.2 高发射率红外辐射材料
        1.3.3 高发射率红外辐射材料的研究和应用
    1.4 热防护结构表面高发射率涂层的研究
        1.4.1 热防护结构表面涂层的散热机理
        1.4.2 热防护结构高发射率涂层的研究现状
    1.5 课题研究目的及主要内容
        1.5.1 课题研究的目的
        1.5.2 课题研究的主要内容
第二章 实验方案及研究方法
    2.1 实验方案设计
        2.1.1 材料体系选择
        2.1.2 制备工艺选择
        2.1.3 技术路线
    2.2 实验原料及主要的仪器设备
        2.2.1 实验原料及药品
        2.2.2 主要的仪器设备
    2.3 喷涂用红外辐射粉末及涂层样品的制备
        2.3.1 喷涂用红外辐射粉末的制备
        2.3.2 复合材料表面涂层样品的制备
    2.4 主要的分析测试和表征手段
第三章 红外辐射粉末的制备与结构性能研究
    3.1 红外辐射粉末的制备
    3.2 焙烧温度对粉末材料结构的影响
    3.3 粉末材料的组成与结构分析
        3.3.1 物相结构与成分分析
        3.3.2 傅立叶红外光谱分析
        3.3.3 粉末粒径分布分析
        3.3.4 粉末微观形貌分析
    3.4 粉末工艺性能测试与分析
    3.5 本章小结
第四章 红外辐射涂层的制备与结构性能研究
    4.1 高发射率红外辐射涂层的制备
    4.2 高发射率红外辐射涂层的组成结构分析
        4.2.1 涂层成分与结构分析
        4.2.2 涂层微观形貌分析
        4.2.3 涂层XPS分析
    4.3 涂层的性能测试与分析
        4.3.1 涂层红外辐射性能测试与分析
        4.3.2 涂层与基体之间的热膨胀系数的匹配分析
        4.3.3 涂层的结合强度测试与分析
    4.4 涂层复合材料的性能测试与分析
        4.4.1 涂层复合材料的抗热震性能测试与分析
        4.4.2 涂层复合材料的力学性能测试与分析
    4.5 本章小结
结束语
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3718120