先驱体转化法制备ZrO 2 改性的C/SiC复合材料及其性能研究

发布时间：2022-05-10 20:37

　　C/SiC复合材料是一种新型高温热结构材料,在航空航天和军事领域具有潜在的应用背景,但其耐高温、抗氧化性能不足,长期使用温度不超过1650℃,1700℃以上性能显著下降。为了解决C/SiC复合材料在耐高温、抗氧化性能的缺陷,本文采用先驱体转化法（PIP）,将ZrO₂引入SiC基体中,制备了ZrO₂改性的C/SiC复合材料,系统研究了ZrO₂的引入方式、ZrO₂引入后基体陶瓷的氧化和烧蚀机理以及ZrO₂的引入导致复合材料性能的变化。首先对作为ZrO₂先驱体的含锆化合物进行筛选,候选材料有含锆有机物:乙酰丙酮锆（Zr（AcAc）4）、正丁醇锆（Zr（OBu）4）、正丙醇锆（Zr（OPr）4）和含锆无机物:八水合氧氯化锆（ZrOCl2?8H2O）。研究发现,三种有机锆源均可溶于PCS的DVB溶液,采用Zr（OBu）4为有机锆源制备的浸渍液具有最佳的工艺性能和陶瓷产率,最佳配比为PCS:DVB:Zr（OBu）4=2:1:2,陶瓷产率为43.93%;ZrOCl2?8... 

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【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
    1.2 耐超高温陶瓷材料的研究进展
        1.2.1 碳化物陶瓷
        1.2.2 硼化物陶瓷
        1.2.3 耐超高温陶瓷改性复合材料的研究现状
    1.3 耐超高温氧化物的研究进展
    1.4 制备工艺的研究进展
        1.4.1 聚合物浸渍裂解法
        1.4.2 化学气相渗透法
        1.4.3 液相硅浸渍法
        1.4.4 泥浆浸渍热压法
        1.4.5 溶胶-凝胶法
    1.5 课题提出及研究内容
        1.5.1 选题依据
        1.5.2 研究内容
第二章 实验与研究方法
    2.1 实验原料及设备
        2.1.1 先驱体
        2.1.2 碳纤维增强体
        2.1.3 其他原料
        2.1.4 实验设备
    2.2 实验研究方法
        2.2.1 材料制备工艺
        2.2.2 结构和性能的测试与表征
第三章 锆源的择优筛选
    3.1 实验设计与原料体系的选择
    3.2 有机锆源
        3.2.1 基本物理性质
        3.2.2 溶解性
        3.2.3 交联特性
        3.2.4 裂解特性
    3.3 无机锆源
        3.3.1 溶解性与浸润性
        3.3.2 裂解特性
    3.4 小结
第四章 Zr0_2改性SiC 本体陶瓷的制备及性能研究
    4.1 制备及组成研究
        4.1.1 不同锆源制备Zr0_2 改性SiC 本体陶瓷的工艺方案
        4.1.2 制备过程研究
    4.2 静态抗氧化性能研究
        4.2.1 静态氧化过程研究
        4.2.2 静态氧化机理分析
    4.3 抗烧蚀性能研究
        4.3.1 烧蚀行为研究
        4.3.2 烧蚀机理研究
    4.4 小结
第五章 Zr0_2改性的C/SiC 复合材料的制备及性能研究
    5.1 制备工艺及组成研究
        5.1.1 制备方案
        5.1.2 制备过程研究
    5.2 力学性能研究
    5.3 静态抗氧化性能研究
        5.3.1 氧化前后的重量变化
        5.3.2 氧化后的物相组成与微观形貌
    5.4 抗烧蚀性能研究
        5.4.1 宏观形貌及烧蚀率
        5.4.2 微观形貌及机理分析
    5.5 小结
结论
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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本文编号：3652658