ZrB 2 基陶瓷材料的抗氧化及电热传输机制研究
发布时间：2024-02-25 14:51
发动机尾喷管部位的雷达散射是制约飞行器全向隐身最重要的短板,尾喷管部位由于具有较高的环境温度,需要通过高温隐身实现降低RCS的目的。目前国内外在高温隐身领域的研究都以电性吸波材料为主,但电性吸波材料厚度较厚、吸波效果较差、实现难度较大,短期内难以投入应用,而将超材料设计应用到高温隐身领域则有希望解决上述问题,成为实现高温隐身的一种全新的技术途径。超材料结构中的导电图形层通常采用的金属材料无法承受尾喷管的高温环境,而只有稳定的高温导电材料才是稳定的电磁波吸收或控制源,这是实现高温吸波的最关键因素。ZrB2基超高温陶瓷材料由于具有高熔点、高电导、高热导、较好的抗氧化和抗热震等性能,是常规金属材料的最佳替代材料。ZrB2陶瓷材料在高温环境下暴露于有氧气氛中时仍然不可避免地会发生氧化反应,引起超材料隐身涂层的失效,这同时也是制约ZrB2陶瓷材料在高温领域的其他方面广泛应用的重要缺陷。而掺杂等方法在提高ZrB2陶瓷材料的抗氧化性能的同时不可避免会引起其导电性和导热性的变化,从而对RCS减缩效果产生影响。本文针...
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 高温隐身研究进展
1.2.1 国际方面研究现状
1.2.2 国内方面研究现状
1.2.3 高温隐身技术研究中所存在的问题
1.2.4 提高高温隐身性能的途径
1.3 超高温导电材料选择依据
1.3.1 难熔金属及其合金
1.3.2 石墨材料
1.3.3 碳纤维增强碳基体复合材料
1.3.4 超高温陶瓷及其复合材料
1.4 ZrB2基材料研究现状
1.4.1 ZrB2的结构与基本性质
1.4.2 ZrB2的合成
1.4.3 ZrB2的致密化
1.4.4 ZrB2的力学性能
1.4.5 ZrB2的氧化性能
1.4.6 ZrB2的电热传输性能
1.5 本文研究目标
1.6 论文特色与创新点
1.7 论文研究内容与章节安排
第二章 掺杂改性对ZrB2基陶瓷材料氧化行为的影响及机理
2.1 引言
2.2 ZrB2基超高温陶瓷材料的氧化机理
2.2.1 ZrB2基超高温陶瓷材料氧化热力学
2.2.2 ZrB2基超高温陶瓷材料氧化动力学
2.3 实验原料与设备
2.4 ZrB2基超高温陶瓷材料的制备及微观结构研究
2.4.1 ZrB2基超高温陶瓷材料的制备工艺
2.4.2 ZrB2基超高温陶瓷材料的烧结性能研究
2.4.3 ZrB2基超高温陶瓷材料的微观结构研究
2.5 ZrB2基超高温陶瓷材料的氧化行为
2.5.1 纯ZrB2陶瓷材料的氧化行为
2.5.2 SiC掺杂ZrB2基陶瓷材料的氧化行为
2.5.2.1 ZrB2-SiC低于1000℃的氧化行为
2.5.2.2 ZrB2-SiC高于1000℃的氧化行为
2.5.3 WC掺杂ZrB2基陶瓷材料的氧化行为
2.5.4 SiC和 WC共掺杂ZrB2基陶瓷材料的氧化行为
2.6 本章小结
第三章 包覆改性对ZrB2基陶瓷材料抗氧化性能的提升研究
3.1 引言
3.2 实验原料及设备
3.3 溶胶凝胶法制备包覆型ZrB2@SiO2 复合陶瓷及其抗氧化性能研究
3.3.1 包覆型ZrB2@SiO2 陶瓷复合粉体的制备
3.3.2 包覆型ZrB2@SiO2 陶瓷复合材料的烧结及抗氧化性能研究
3.4 共沉淀法制备包覆型ZrB2@MexOy复合陶瓷及其抗氧化性能研究
3.4.1 包覆型ZrB2前驱体的制备
3.4.2 包覆型ZrB2@MexOy陶瓷复合粉体的制备
3.4.3 包覆型ZrB2@MexOy陶瓷复合材料的烧结及抗氧化性能
3.5 原位法制备包覆型ZrB2@MeFx复合陶瓷及其抗氧化性能研究
3.5.1 ZrB2陶瓷材料的合成工艺研究
3.5.2 包覆型ZrB2@MeFx陶瓷复合粉体的制备
3.5.3 包覆型ZrB2@MeFx陶瓷复合粉体的抗氧化性能研究
3.6 本章小结
第四章 涂层型ZrB2陶瓷材料的制备及其氧化性能研究
4.1 引言
4.2 实验原料与设备
4.3 等离子喷涂ZrB2粉末的制备工艺研究
4.3.1 烧结破碎法
4.3.2 喷雾造粒法
4.4 等离子喷涂ZrB2-SiC涂层的制备工艺研究
4.5 等离子喷涂ZrB2-SiC涂层的高温氧化行为
4.6 本章小结
第五章 改性处理对ZrB2基陶瓷材料电热传输性能的影响及机理
5.1 引言
5.2 实验原料与设备
5.3 改性处理对ZrB2陶瓷材料电传输性能的影响及机理研究
5.3.1 ZrB2陶瓷复合材料的制备
5.3.2 ZrB2陶瓷复合材料的微观结构及电阻率测试
5.3.2.1 不同SiC掺杂量ZrB2陶瓷材料的微观结构及电阻率测试
5.3.2.2 不同B4C掺杂量ZrB2陶瓷材料的微观结构及电阻率测试
5.3.2.3 不同粒径ZrB2陶瓷材料的微观结构及电阻率测试
5.3.2.4 ZrB2@Al2O3 陶瓷材料的微观结构及电阻率测试
5.3.3 温度变化对ZrB2陶瓷复合材料电阻率的影响
5.3.4 改性处理对ZrB2陶瓷复合材料电阻率的影响机理
5.3.4.1 ZrB2陶瓷复合材料组成成份对其电阻率的影响
5.3.4.2 ZrB2基陶瓷复合材料的内部界面电阻率
5.4 ZrB2基陶瓷材料的热传输性能及机理研究
5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3910473
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 高温隐身研究进展
1.2.1 国际方面研究现状
1.2.2 国内方面研究现状
1.2.3 高温隐身技术研究中所存在的问题
1.2.4 提高高温隐身性能的途径
1.3 超高温导电材料选择依据
1.3.1 难熔金属及其合金
1.3.2 石墨材料
1.3.3 碳纤维增强碳基体复合材料
1.3.4 超高温陶瓷及其复合材料
1.4 ZrB2基材料研究现状
1.4.1 ZrB2的结构与基本性质
1.4.2 ZrB2的合成
1.4.3 ZrB2的致密化
1.4.4 ZrB2的力学性能
1.4.5 ZrB2的氧化性能
1.4.6 ZrB2的电热传输性能
1.5 本文研究目标
1.6 论文特色与创新点
1.7 论文研究内容与章节安排
第二章 掺杂改性对ZrB2基陶瓷材料氧化行为的影响及机理
2.1 引言
2.2 ZrB2基超高温陶瓷材料的氧化机理
2.2.1 ZrB2基超高温陶瓷材料氧化热力学
2.2.2 ZrB2基超高温陶瓷材料氧化动力学
2.3 实验原料与设备
2.4 ZrB2基超高温陶瓷材料的制备及微观结构研究
2.4.1 ZrB2基超高温陶瓷材料的制备工艺
2.4.2 ZrB2基超高温陶瓷材料的烧结性能研究
2.4.3 ZrB2基超高温陶瓷材料的微观结构研究
2.5 ZrB2基超高温陶瓷材料的氧化行为
2.5.1 纯ZrB2陶瓷材料的氧化行为
2.5.2 SiC掺杂ZrB2基陶瓷材料的氧化行为
2.5.2.1 ZrB2-SiC低于1000℃的氧化行为
2.5.2.2 ZrB2-SiC高于1000℃的氧化行为
2.5.3 WC掺杂ZrB2基陶瓷材料的氧化行为
2.5.4 SiC和 WC共掺杂ZrB2基陶瓷材料的氧化行为
2.6 本章小结
第三章 包覆改性对ZrB2基陶瓷材料抗氧化性能的提升研究
3.1 引言
3.2 实验原料及设备
3.3 溶胶凝胶法制备包覆型ZrB2@SiO2 复合陶瓷及其抗氧化性能研究
3.3.1 包覆型ZrB2@SiO2 陶瓷复合粉体的制备
3.3.2 包覆型ZrB2@SiO2 陶瓷复合材料的烧结及抗氧化性能研究
3.4 共沉淀法制备包覆型ZrB2@MexOy复合陶瓷及其抗氧化性能研究
3.4.1 包覆型ZrB2前驱体的制备
3.4.2 包覆型ZrB2@MexOy陶瓷复合粉体的制备
3.4.3 包覆型ZrB2@MexOy陶瓷复合材料的烧结及抗氧化性能
3.5 原位法制备包覆型ZrB2@MeFx复合陶瓷及其抗氧化性能研究
3.5.1 ZrB2陶瓷材料的合成工艺研究
3.5.2 包覆型ZrB2@MeFx陶瓷复合粉体的制备
3.5.3 包覆型ZrB2@MeFx陶瓷复合粉体的抗氧化性能研究
3.6 本章小结
第四章 涂层型ZrB2陶瓷材料的制备及其氧化性能研究
4.1 引言
4.2 实验原料与设备
4.3 等离子喷涂ZrB2粉末的制备工艺研究
4.3.1 烧结破碎法
4.3.2 喷雾造粒法
4.4 等离子喷涂ZrB2-SiC涂层的制备工艺研究
4.5 等离子喷涂ZrB2-SiC涂层的高温氧化行为
4.6 本章小结
第五章 改性处理对ZrB2基陶瓷材料电热传输性能的影响及机理
5.1 引言
5.2 实验原料与设备
5.3 改性处理对ZrB2陶瓷材料电传输性能的影响及机理研究
5.3.1 ZrB2陶瓷复合材料的制备
5.3.2 ZrB2陶瓷复合材料的微观结构及电阻率测试
5.3.2.1 不同SiC掺杂量ZrB2陶瓷材料的微观结构及电阻率测试
5.3.2.2 不同B4C掺杂量ZrB2陶瓷材料的微观结构及电阻率测试
5.3.2.3 不同粒径ZrB2陶瓷材料的微观结构及电阻率测试
5.3.2.4 ZrB2@Al2O3 陶瓷材料的微观结构及电阻率测试
5.3.3 温度变化对ZrB2陶瓷复合材料电阻率的影响
5.3.4 改性处理对ZrB2陶瓷复合材料电阻率的影响机理
5.3.4.1 ZrB2陶瓷复合材料组成成份对其电阻率的影响
5.3.4.2 ZrB2基陶瓷复合材料的内部界面电阻率
5.4 ZrB2基陶瓷材料的热传输性能及机理研究
5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3910473
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3910473.html