SiCf/SiC复合材料高温抗氧化研究进展

连续SiC纤维增韧SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC CMCs)具有低密度、优异的高温力学性能和抗氧化性能,在航空发动机热端部件上具有广阔的应用前景,具备提高发动机推重比和使用温度、减轻无效重量、简化系统结构等显著优势。延长SiCf/SiC复合材料在航空发动机高温氧化环境下的服役寿命是当前需要解决的难题。本文从纤维、界面相、基体、表面涂层四个方面综述了SiCf/SiC复合材料高温抗氧化研究进展。采用多元多层自愈合界面相、对基体进行改性以及采用表面自愈合整体涂层都可以有效提高SiCf/SiC复合材料在高温氧化环境中的使用稳定性和寿命。

连续氮化硅陶瓷纤维的组成结构与性能研究

连续氮化硅陶瓷纤维是透波/承载一体化陶瓷基复合材料的关键原材料,也是制约复合材料耐高温性能与力学性能的关键因素。系统研究了国防科技大学研制的连续氮化硅纤维的组成结构及其力学性能和介电性能,分析了纤维在氮气中高温处理后组成结构与单丝强度变化规律。结果表明,氮化硅纤维主要以Si_3N_4结构存在,组成上接近化学计量比,介电常数为68,介电损耗为0.01~0.08,室温单丝强度约1.5GPa,弹性模量140GPa,在1 350℃以下纤维强度保留率超过90%,在1 400和1 450℃氮气中处理1h仍保持了非晶结构,强度保留率分别为75%和30%,综合性能满足了高温透波复合材料的基本要求。

C/SiC复合材料轻型反射镜光学改性涂层技术研究进展

轻型反射镜在空间光学系统中发挥着非常关键的作用,现在已发展到第四代C/SiC复合材料。C/SiC反射镜通常采用坯体+涂层的结构形式来满足轻量化和高分辨率的双重要求。因此,在反射镜制备过程中,涂层制备技术已成为制备反射镜材料的关键技术之一。目前涂层制备技术主要有CVD-SiC涂层技术、浆料预涂层Si/SiC涂层技术等。文章介绍了第四代C/SiC反射镜光学改性涂层的设计、制备,并介绍了近些年国内外的研究进展。

C/SiC复合材料反射镜研究进展

反射镜在空间光学系统中起着非常关键的作用,目前已发展到第四代C/SiC复合材料。C/SiC复合材料具有低密度、高模高强、结构设计灵活等优点,已成为非常重要的新型反射镜材料。本文对四代反射镜的特点进行了归纳和对比,对C/SiC复合材料反射镜的结构设计、几种常用的制备工艺进行了整理和总结,并对目前国内外的研究进展进行了综述。

先驱体转化法制备高性能碳化硼陶瓷材料研究进展

碳化硼(B4C)是一种性能优良的特种陶瓷,在军事、核工业、航空航天等领域有着广泛的应用。近年来,采用先驱体转化法制备碳化硼陶瓷得到了长足的发展。相比碳化硼材料的其它制备方法,先驱体转化法具有元素组成简单、成型性好、陶瓷产率高、能耗低等优势,在制备碳化硼粉体、纤维、介孔材料、微球等方面有着广泛的应用。本文综述了先驱体转化法制备碳化硼陶瓷的最新研究进展,着重介绍了碳化硼先驱体的合成及应用,并对先驱体转化法制备碳化硼陶瓷的发展方向和应用前景进行了展望。

耐高温透明AlON陶瓷的研究进展与展望

透明AlON陶瓷具有良好的光学性能,是一类很有发展前景的高温透红外材料,因而也是很重要国防军事材料。本文从氮氧化铝的晶体结构出发,介绍了氮氧化铝陶瓷的制备工艺,同时综述了近年来透明AlON材料的研究进展,并对现有氮氧化铝陶瓷材料存在的问题及其未来的发展趋势作了展望。

ZrB2陶瓷制备研究进展

航天航空、新兵器、新能源等高科技领域的快速发展对超高温陶瓷材料提出了迫切的需求,ZrB2陶瓷材料是最重要的超高温陶瓷材料之一。本文阐明了ZrB2陶瓷拥有优异性能的原因,综述了ZrB2陶瓷材料的制备研究进展,介绍了固相法、气相法、前体法制备ZrB2陶瓷材料的机理,对比了各种ZrB2陶瓷材料制备方法的优缺点,并指出了有机前体转化法具有可设计性好、不含杂质元素、成型可控、陶瓷转化温度低等优点。本文总结得出有机前体转化法是制备ZrB2超高温陶瓷复合材料较理想的方法,以及基于有机聚合物的ZrB2陶瓷前体是未来重要的发展方向之一。

HfC陶瓷先驱体的制备及其性能研究

HfC陶瓷具有优异的耐超高温性能,在航空航天领域具有广阔的应用前景。本文以四氯化铪、乙酰丙酮、甲醇、1,4-丁二醇为原料合成了HfC陶瓷先驱体。采用元素分析、红外光谱、XPS、TG-MS等对先驱体的组成、结构及无机化过程进行了表征。结果表明:先驱体主要含有Hf、C、O、Cl元素,铪与碳以Hf-O-C键的形式相连。在无机化过程中部分碳链断裂,有大量的小分子逸出。另外采用元素分析、XRD、SEM等对陶瓷产物的组成、结构与性能进行了表征。结果表明:Ar气氛下1600℃处理后产物仍存在氧化铪相,真空条件下1200℃碳热还原发生,1600℃热处理后只有碳化铪陶瓷相。

先驱体转化法制备AlN粉体的研究现状

有机先驱体裂解工艺制备的AlN粉体因具有低氧含量和高烧结活性而被广泛关注。AlN先驱体的组成与结构对陶瓷产率及陶瓷粉体的性能有着重要影响,因此先驱体的合成对AlN陶瓷起至关重要的作用。选择不同的合成原料直接决定了先驱体的分子组成与结构。重点介绍了以三烷基铝化合物、无机铝化合物及氢化铝锂3种铝源制备AlN先驱体的工艺方法与反应机制。