烧蚀型热防护系统概率设计与可靠性评估方法研究

为在保障热防护系统可靠性的前提下减轻重量,本文建立考虑多源不确定性的烧蚀型热防护系统的概率设计和可靠性评估方法。采用有限元方法计算系统热响应,通过试验测试与数值模型对比验证方法的有效性。并构建热防护系统的不确定性输入参数与目标输出的代理模型,基于代理模型与蒙特卡洛方法进行热防护系统目标变量的概率特性分析。采用Sobol指标对不确定性参数进行灵敏度分析,并以系统可靠性为指标进行概率设计。该方法针对来流、几何以及材料属性等多源不确定性进行热防护系统的概率设计与可靠性评估,以二维平板模型为例,计算热防护系统最高背温的概率特性以及不确定性参数的灵敏度,得到了不同涂层厚度情况下系统的可靠性。结果表明,与安全系数 n =1.5的设计相比,概率设计减重达到24%。

溶剂热法合成三维花瓣状石榴石型固态电解质及其在固态聚合物电解质中的应用

石榴石型固态电解质由于具有离子电导率高、对金属锂稳定、成本低等一系列优点而被认为是最具应用前景的固态电解质材料体系之一,针对石榴石型电解质及其复合电解质的研究快速发展,然而,石榴石型电解质的合成方法研究较少,特别是具有特征微观形态的石榴石型电解质的研究鲜有报道。本工作首次报道了溶剂热法合成三维花瓣状石榴石型固态电解质(Li_(6.25)Al_(0.25)La_(3)Zr_(2)O_(12),LLZO),该合成方法主要涵盖两个步骤:第一步是镧-铝-锆甘油酸球的合成,第二步即是立方石榴石的成相。继而对比研究了三维花瓣状与纳米颗粒石榴石型电解质在聚氧化乙烯(PEO)固态聚合物电解质中的应用差异,结果表明,添加质量分数为10%的纳米颗粒LLZO的复合固态电解质的室温(25℃)离子电导率为1.45×10^(-5 )S/cm,与之对比,同样添加量的三维花瓣状LLZO的复合固态电解质的25℃离子电导率高达5.59×10^(-5) S/cm,说明了该新奇的三维花瓣状石榴石型电解质的优越性,为其在固态锂电池中的应用打下基础。