ZrB 2 抗氧化性能提升及其机理研究

发布时间：2024-06-06 03:12

　　随着航空航天事业的发展和对太空探索的不断追求,超高温陶瓷材料的应用需求日益增大,对超高速飞行器所应用的热防护材料提出了更高的要求。超高温陶瓷材料包括硼化物、碳化物和金属材料等。ZrB₂属于硼化物的一种,具有极强的共价键,熔点高达3040^oC,具有较高的化学稳定性、高热导率和电导率,适应于极端环境,在航空航天领域有广阔的应用前景。但是,在ZrB₂作为热防护材料,在实际应用中易发生氧化从而限制了其应用,因此如何提高ZrB₂的抗氧化性一直是航空航天领域所面临的难题。本文针对ZrB₂高温氧化问题展开主要研究,重点开展对ZrB₂陶瓷粉体、包覆型ZrB₂@MFx陶瓷材料抗氧化性能提升及疏水性能的研究,从而为下一代飞行器所用热防护材料提供技术支撑。本论文主要研究内容如下:(1)根据化学反应合成ZrB₂的方程,计算出合成ZrB₂的化学反应理论温度为1509^oC,在制备ZrB_2...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 ZrB₂ 基超高温陶瓷研究进展
        1.2.1 ZrB₂ 陶瓷简介
        1.2.2 ZrB₂ 基超高温陶瓷国内外研究现状
        1.2.3 ZrB₂ 陶瓷粉体的常用合成方法
    1.3 ZrB₂ 基超高温陶瓷抗氧化性质
        1.3.1 ZrB₂ 高温氧化行为研究
        1.3.2 ZrB₂ 陶瓷复合材料的抗氧化提升机理
        1.3.3 ZrB₂ 抗氧化性研究目的及意义
        1.3.4 ZrB₂ 电热性能研究
        1.3.5 ZrB₂ 致密化研究
    1.4 本文研究内容、研究目标及创新点
        1.4.1 本文主要研究内容
        1.4.2 本文研究目标
        1.4.3 本文创新点
    1.5 论文章节安排
第二章 高纯度ZrB₂最优制备工艺
    2.1 引言
    2.2 实验方案设计
    2.3 实验原料与实验设备
    2.4 ZrB₂ 合成工艺探究
        2.4.1 制备ZrB₂物相组成及形貌分析
            2.4.1.1 物相分析
            2.4.1.2 制备ZrB₂样品微观形貌分析
    2.5 本章小结
第三章 包覆对ZrB₂陶瓷粉体抗氧化性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验原料及设备
    3.3 包覆型ZrB₂@MF_x的合成及物性分析
        3.3.1 包覆型ZrB₂@MF_x合成原料组分配比
        3.3.2 制备ZrB₂@MF_x陶瓷粉体物相分析
        3.3.3 改进组分配比ZrB₂@MF_x陶瓷粉体制备
            3.3.3.1 包覆型ZrB₂@LaF₃ 陶瓷粉体物相分析
            3.3.3.2 包覆型ZrB₂@LaF₃ 陶瓷粉体微观形貌分析
    3.4 包覆型ZrB₂@MF_x陶瓷粉体抗氧化模型构建
    3.5 ZrB₂@MF_x陶瓷粉体抗氧化性能研究
        3.5.1 包覆型ZrB₂@MF_x陶瓷复合粉体微观结构变化
        3.5.2 包覆型ZrB₂@MF_x陶瓷粉体形貌表征
        3.5.3 包覆型ZrB₂@MF_x陶瓷粉体抗氧性能表征
    3.6 本章小结
第四章 包覆对ZrB₂水解性能的影响
    4.1 引言
    4.2 包覆型ZrB₂@LaF₃ 疏水性能研究
    4.3 包覆型ZrB₂@LaF₃ 高温水解性能研究
        4.3.1 包覆型ZrB₂@LaF₃ 高温水解微观形貌表征
        4.3.2 包覆型ZrB₂@LaF₃ 陶瓷粉体XPS表征
        4.3.3 包覆型ZrB₂@LaF₃ 水热处理产物质量分数变化
    4.4 涂层型ZrB₂@LaF₃ 疏水性能研究
        4.4.1 涂层型ZrB₂@LaF₃ 的制备
        4.4.2 涂层型ZrB₂@LaF₃ 高温水解性能研究
    4.5 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3990222