超轻质ZrO2纤维隔热材料的热物理性能研究

采用Hot disk热分析仪和石英灯辐射加热法分别测试分析了ZrO<,2>纤维隔热材料的常温和高温隔热性能.研究表明,随材料孔隙率的增大,ZrO<,2>纤维隔热材料的有效导热系数减小,即隔热效果越好;在孔隙率相同的情况下,材料晶粒尺寸越小其有效导热系数就越小;随试样表面温度的升高,在热传导的过程中辐射起主导作用,从而使材料的有效导热系数增大;当温度由200℃升高到800℃时,ZrO<,2>纤维隔热材料的有效导热系数由0.027W/(m·K)升高到0.085W/(m·K),在800℃达到热稳定时,ZrO<,2>纤维隔热材料冷边的温度不高于30℃.     

热处理纤维增强碳基复合材料的力学性能和抗氧化性能

以不同温度热处理纤维为增强体,以酚醛树脂为碳基体先驱体,利用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备碳纤维增强碳基(C/C)复合材料。微观形貌观察发现纤维热处理能够改变C/C多孔体(经过一次裂解后)的孔隙尺寸和分布模式。力学性能测试发现,随着热处理温度提高,C/C复合材料的力学性能不断提高,对纤维进行1200℃热处理后,C/C弯曲强度和层间剪切强度分别提高了1.58倍和1.21倍,同时失效模式由脆性断裂转变为假塑性断裂。抗氧化性能研究发现,600℃热处理纤维增强材料的抗氧化性能提升,而更高温度的纤维热处理导致材料抗氧化性能下降。C/C复合材料性能变化的主要原因是热处理降低纤维表面的反应活性,使得C/C获得结合适宜的纤维/基体界面。     

碳毡纤维致密超薄Si-Al-C抗氧化涂层的制备

采用改进的Sol-Gel方法配制含鸡蛋清的氧化硅及氧化铝溶胶先驱体液,来浸渍聚丙烯晴(PAN)基碳毡,并以真空烧结获得碳毡纤维外表致密超薄的Si-Al-C抗氧化涂层.对烧结试样做了XRD,SEM,EDAX,TEM和DSC-TGA的分析.涂层物质由非晶态及晶态物质混杂构成,其晶粒大小有约为50 nm～70 nm.鸡蛋清在此起良好的天然粘结剂及参与烧结碳化物涂层的活性碳源作用.具有涂层的碳毡纤维在空气中的起始氧化温度约为730℃,较于未处理的碳毡纤维,此值提高了300℃以上.此工艺成本低廉且效果较好.     

浸渍-碳化工艺对碳/碳复合材料力学性能的影响

采用碳纤维针刺整体毡作为增强体,硼酚醛树脂作为基体先驱体,用浸渍碳化的方法制备C/C复合材料.考察了在不同的浸渍压力和碳化温度下材料力学性能的差异.分析结果表明:不仅密度是影响碳/碳复合材料力学性能的重要因素,纤维和基体的结合状况以及基体碳的结构也是决定材料强度和断裂方式的重要因素.随着工艺参数的改变,碳/碳复合材料的断裂模式可以由“假塑性断裂”向“脆性断裂”转变.     

碳毡纤维致密超薄Si-Al-C抗氧化涂层的制备

采用改进的Sol-Gel方法配制含鸡蛋清的氧化硅及氧化铝溶胶先驱体液，来浸渍聚丙烯晴（PAN）基碳毡，并以真空烧结获得碳毡纤维外表致密超薄的Si-Al-C抗氧化涂层。对烧结试样做了XRD，SEM，EDAX，TEM和DSC．TGA的分析。涂层物质由非晶态及晶态物质混杂构成，其晶粒大小有约为50nm～70nm。鸡蛋清在此起良好的天然粘结剂及参与烧结碳化物涂层的活性碳源作用。具有涂层的碳毡纤维在空气中的起始氧化温度约为730℃，较于未处理的碳毡纤维，此值提高了300℃以上。此工艺成本低廉且效果较好。     

一种新型低密度低热导率碳/酚醛复合材料的制备与隔热性能研究

针对传统碳/酚醛复合材料的高密度、高热导率问题,采用高孔隙率酚醛树脂浸渍低密度、低热导率短切碳纤维骨架制备了新型碳/酚醛复合材料。该复合材料的密度在0.25~0.43 g/cm3之间,热导率为0.20~0.35 W/m K,氧-乙炔焰120 s考核后,当表面温度达到1900℃,距离材料原始表面40 mm处的温升不超过200 oC,由此,该碳/酚醛复合材料具有优良的轻质、隔热性能。     

Mullite/ZrO_2涂覆铝硅纤维布的界面设计与结构分析

针对航空航天热防护、高温窑炉保温、热风输送装置等领域隔热高温垫片的需求,以独居石型LaPO_4(Monazite-(La))作为界面相,在铝硅纤维二维编织体表面涂覆氧化物的涂层,制备具有耐高温、低导热效果的高温隔热垫片材料。实验表明,独居石型LaPO_4高温稳定,与氧化物纤维形成弱结合,可有效阻止裂纹从基体向纤维的扩展,可使纤维呈现明显的"拔出效应"。分别研究了硅溶胶、磷酸二氢铝溶液、磷酸镧溶液作为中间层对材料性能的影响,对涂层的相组成和涂层与基体间的界面显微结构进行了初步评价。制备的耐温材料可以在1000~1100℃长期使用,较通常无弱界面相的材料耐温性提高50~100℃。     

界面层对近化学计量比碳化硅纤维增强碳化硅复合材料性能的影响

分别以国产近化学计量比SiC纤维和聚碳硅烷为纤维增强相和基体浸渍剂,采用聚合物先驱体浸渍裂解工艺,实现制备PyC界面层的SiC/SiC复合材料致密化.采用SEM对SiC纤维及SiC/SiC复合材料的形貌进行分析,采用三点弯曲法对材料力学性能进行测试.结果 表明,国产近化学计量比SiC纤维具有高强高模的特点,界面层厚度是...     

导热氧化铝填料配方工艺对界面材料导热性能的影响研究

为提高界面材料导热性能,本文以Dinger-Funk方程为理论基础,研究了界面材料导热系数与氧化铝粉体的形貌、粒径、填充量及复配比例之间的关系,以期选出导热氧化铝填料最佳性价比配方工艺.结果表明:当界面材料用球形、角形和类球形导热氧化铝填料按照复配比例(质量比)0.088:0.299:0.613进行复配时,复配粉体的堆...     

舰船甲板用耐烧蚀涂层结构与性能的研究

目的通过双层涂层材料结构,获得性能优良的适用于舰船甲板的耐烧蚀涂层。方法以环氧树脂为底层基体材料,加入不同的助剂和填料,再以莫来石为表层基体材料,加入不同的耐火原料,制备出一种适用于舰船甲板的耐烧蚀涂层。通过附着力和剪切力测试对耐烧蚀涂层的底层进行性能研究,通过常温抗折强度、常温耐压强度、耐火度、导热系数、热膨胀系数测试对耐烧蚀涂层的表层进行性能研究,通过耐盐雾性能、老化性能、耐冲击性能、隔热性能和耐烧蚀性能测试对耐烧蚀复合涂层进行性能研究。最后,考察了耐烧蚀涂层的涂抹工艺。结果该耐烧蚀涂层材料底层附着力为24.03 MPa,剪切力为7.8 MPa,表层耐火度为1580℃,常温抗折强度为9.1 MPa,耐压强度为65.7 MPa,导热系数为0.762 W/(m·K)。涂层具有良好的耐盐雾性能、老化性能、耐冲击性能、隔热性能和耐烧蚀性能。结论该耐烧蚀涂层材料可用于舰船甲板表面的外防护,并且具有良好的涂抹施工性。     

用一维金刚石制备氧化铝基复合陶瓷基板

晶须或纤维是材料补强增韧的有效原料,近年来一直是新材料研究的热点,目前,主要的品种包括碳纤维、SiC晶须、钛酸铝晶须、氧化铝晶须等。传统的Al2O3或AlN低温共烧复合基板,由于玻璃等烧结助剂的加入,陶瓷基板可以实现在900℃以下的温度烧结,但基板导热率也由于玻璃的加入而显著降低。研究表明:高导热的纤维在复合材料中相互搭接形成三维导热网络,可以显著增加复合材料的热导率。金刚石是世界上导热性能最好的材料,本研究探讨了采用一维金刚石作为导热高速网络材料制备金刚石-氧化铝陶瓷基板的可行性。     

TiO_2含量对等离子喷涂Al_2O_3热障涂层性能的影响(英文)

采用等离子喷涂技术在6061铝合金表面制备了不同含量TiO2的氧化铝陶瓷涂层,研究了涂层的相组成、隔热性能及耐腐蚀性。实验结果表明:在喷涂过程中陶瓷层中均有物相的转变。随着粉末中TiO2含量的增加,涂层的耐腐蚀性增强但是隔热性下降。这可能是由于TiO2的导热系数比Al2O3的导热系数高,但其熔点比Al2O3的熔点低,同时脆性较小,在喷涂过程中,TiO2弥散分布在脆性的氧化铝基体中起到了封孔及释放应力、减少裂纹的作用。     

TiO2含量对等离子喷涂Al2O3热障涂层性能的影响（英文）

采用等离子喷涂技术在6061铝合金表面制备了不同含量TiO2的氧化铝陶瓷涂层,研究了涂层的相组成、隔热性能及耐腐蚀性。实验结果表明:在喷涂过程中陶瓷层中均有物相的转变。随着粉末中TiO2含量的增加,涂层的耐腐蚀性增强但是隔热性下降。这可能是由于TiO2的导热系数比Al2O3的导热系数高,但其熔点比Al2O3的熔点低,同时脆性较小,在喷涂过程中,TiO2弥散分布在脆性的氧化铝基体中起到了封孔及释放应力、减少裂纹的作用。     

微孔硅酸钙柔性隔热材料的显微结构和导热性能

微孔硅酸钙柔性隔热材料由以硬硅钙石针状微小晶体构成的微孔硅酸钙球形颗粒和硅酸铝纤维复合而成，其中大部分硅酸铝纤维首先形成柔软的纸型材料，微孔硅酸钙颗粒和其余硅酸铝纤维沉积其上，填充在硅酸铝纤维之间的大孔隙中。由于微孔硅酸钙颗粒被硅酸铝纤维分割，互相之间不能通过氢键直接相连，从而无法形成普通微孔硅酸钙材料所具有的刚性结构，只能借助硅酸铝纤维构成柔性结构。具有大量0．1～1μm直径孔隙的微孔硅酸钙颗粒极大程度地限制了材料内空气的对流传热，同时，实验发现减少大孔隙和适当增加材料的致密度可以降低辐射传热，从而进一步降低材料的导热系数。这种复合材料的表观密度为0．25～0．32g／cm^3，热面温度1000℃下的表观导热系数可低至O．08W／（m·K）。     

等离子喷涂热障涂层的隔热性分析

采用大气等离子喷涂方法制备不同类型的氧化钇部分稳定氧化锆热障涂层：传统涂层、纳米团聚粉末制备的纳米涂层和空心球粉末制备的空心球涂层。通过扫描电镜、透射电镜、压汞仪和激光脉冲法观察和测试各种涂层的组织形貌、空隙分布和导热系数,并在相同条件下测试各种涂层的隔热性能。结果表明：纳米涂层空隙率最低,内部孔洞细小。空心球涂层组织相对疏松,内部层片更薄,有最高的空隙率和最大的平均空隙大小。传统涂层介于二者之间。纳米涂层和传统涂层均表现出双态空隙大小分布。涂层的导热系数均随着温度的上升而升高。传统涂层的热导率最高,纳米涂层与空心球涂层的热导率相接近。纳米涂层具有最好的隔热性能,空心球涂层接近纳米涂层的隔热效果。隔热效果与涂层厚度呈线性关系。随着厚度增加,导热系数低的纳米涂层和空心球涂层的隔热效果增长幅度高于传统涂层。     

氧化铝纤维的优良性能

氧化铝纤维是一种新型无机材料。该产品具有优异的高温力学性能、好的抗化学侵蚀能力、低的导热率等特点。利用其上述优点 ,可应用于铝基复合材料增强剂、隔热隔音材料等领域。氧化铝纤维与碳纤维、碳化硅纤维等非氧化物纤维相比 ,氧化铝纤维不仅具有高强度、高模量、耐高温等优良性能 ,而且还有很好的高温抗氧化性、耐腐蚀性和电绝缘性。氧化铝纤维是当今国内外最新型的超轻质高温耐火纤维 ,是整个Al2 O3 -SiO2 系陶瓷纤维中的一种 ,使用温度在 15 0 0～16 0 0度 ,高出玻璃态纤维 2 0 0～ 30 0度。利用氧化铝纤维增强的铝基复合材料活塞…     

氧化铝纤维的优良性能

氧化铝纤维是一种新型无机材料。该产品具有优异的高温力学性能、好的抗化学侵蚀能力、低的导热率等特点。利用其上述优点 ,可应用于铝基复合材料增强剂、隔热隔音材料等领域。氧化铝纤维与碳纤维、碳化硅纤维等非氧化物纤维相比 ,氧化铝纤维不仅具有高强度、高模量、耐高温等优良性能 ,而且还有很好的高温抗氧化性、耐腐蚀性和电绝缘性。氧化铝纤维是当今国内外最新型的超轻质高温耐火纤维 ,是整个Al2 O3 -SiO2 系陶瓷纤维中的一种 ,使用温度在 15 0 0～16 0 0度 ,高出玻璃态纤维 2 0 0～ 30 0度。利用氧化铝纤维增强的铝基复合材料活塞…     

复合电沉积制备W-Ni-Cu梯度材料的组织及性能

采用熔盐电沉积与水溶液电沉积工艺制备了W-Ni-Cu复合材料。经800℃依次保温60、120、180 min退火后,可获得梯度层厚度分别为25、35、45μm的W-Ni-Cu梯度材料,其中Ni起到桥接W和Cu的作用。试样经热冲击和热疲劳试验处理后,表面无突起、裂纹或脱落现象,说明镀层与基体之间具有良好的冶金结合性能。导热性试验表明,在25~800℃范围内,纯W板和W-Ni-Cu梯度材料的导热系数随温度升高而降低;相同温度下,纯W板的导热系数比W-Ni-Cu梯度材料的导热系数大,且W-Ni-Cu梯度材料的导热系数随梯度层厚度升高而降低。     

交流阻抗谱法检测热障涂层中热致氧化层的厚度

采用交流阻抗谱法对1000℃高温氧化的热障涂层材料(TBCs)样品进行分析。结果显示,氧化时间100 h后,致密氧化物层形成,其厚度随氧化进程增加且成分也由氧化铝向混合氧化物转变。通过等效电路模拟对交流阻抗测试结果进行分析,得到了热致氧化层(TGO)电容与厚度倒数的正比例关系,实现了对TGO层厚度的检测。     

W-Ni-Cu功能梯度材料的制备及性能研究

采用熔盐电沉积与水溶液电沉积工艺制备了W-Ni-Cu复合材料。经800 ℃依次保温60 min、120 min、180 min退火后,可获得梯度层厚度分别为25 μm、35 μm、45 μm的W-Ni-Cu梯度材料,其中Ni起到桥接W和Cu的作用。试样经热冲击和热疲劳试验处理后,表面无突起、裂纹或脱落现象,说明镀层与基体之间具有良好的冶金结合性能。导热性试验表明,在25～800 ℃范围内,纯W板和W-Ni-Cu梯度材料的导热系数随温度升高而降低;相同温度下,纯W板的导热系数比W-Ni-Cu梯度材料的导热系数大,且W-Ni-Cu梯度材料的导热系数随梯度层厚度升高而降低。