CeO_(2)⁃Y_(2)O_(3)⁃ZrO_(2)热障涂层研究进展

随着先进航空发动机涡轮叶片热障涂层服役温度、服役寿命和隔热性能等要求的不断提升,传统的6%—8%Y_(2)O_(3)部分稳定ZrO_(2)(YSZ)热障涂层由于存在容易产生高温相变、变形剥落等问题,已难以适应未来高温等更加严苛的工作环境。CeO_(2)和Y_(2)O_(3)共同稳定的ZrO_(2)(CYSZ)涂层具有良好的高温相稳定性、较好的抗熔盐腐蚀性能,CeO_(2)的掺杂能使ZrO_(2)材料的热导率降低,提高涂层的隔热性能、热膨胀系数和抗热震性能。综述了国内外CYSZ热障涂层的研究成果和存在的问题,阐述了CeO_(2)掺杂对YSZ热障涂层性能的影响机制,并简要介绍了目前国内外CYSZ热障涂层及其材料的制备技术研究进展。

纤维复合二氧化硅气凝胶材料的制备

二氧化硅气凝胶是一种轻质多孔结构材料,具有良好的绝热性能,但其存在机械性能较差的缺点。在溶胶-凝胶法制备气凝胶的过程中,通过对凝胶时间的调控,将高纯二氧化硅玻璃纤维复合于二氧化硅气凝胶中,然后分别采用常压干燥和超临界干燥两种方法制备了气凝胶块体样品。通过X射线衍射(XRD)、比表面积测试(BET)、压汞法(MIP)、场发射扫描电镜(FESEM)、热导率等实验手段对制得的样品进行表征和分析,并与纯二氧化硅气凝胶进行对照。结果表明,复合材料在保持较高比表面积、低密度和低热导率的同时,有效地改善了气凝胶的抗弯曲性能。

不同纤维预制体结构对SiC_f/PyC/SiBCN复合材料力学性能的影响

使用不同织造方式(二维机织,法向增强2.5维机织和三维五向编织)制备了3种SiC纤维预制体,采用树脂转移模塑(RTM)和聚合物浸渍裂解(PIP)工艺制备了SiC_f/PyC/SiBCN复合材料。观察复合材料的显微组织,测试弯曲强度、拉伸强度、压缩强度等力学性能,探究不同预制体结构对复合材料力学性能的影响行为。结果表明:同一预制体结构在不同方向的纤维分布不同导致材料力学性能的各向异性;不同预制体结构对材料力学性能有着显著的影响。

Si(B)CN陶瓷及其复合材料评价与应用研究现状

总结了近年来Si(B)CN陶瓷及其复合材料评价与应用研究现状。首先介绍了Si(B)CN陶瓷及其复合材料的制备,而后详细综述了Si(B)CN陶瓷及其复合材料在力学性能、氧化行为、烧蚀行为、疲劳与蠕变性能、环境性能等方面的性能评价,并对其应用现状进行了概述。

硅基非氧化物陶瓷复合材料的环境障涂层系统的研究进展

先进的硅基非氧化物陶瓷及其复合材料具有优异的高温力学性能和热稳定性,是未来先进的空天飞行器及地面燃气轮机热端部件的候选材料.但是硅基非氧化物结构材料在服役过程中存在抗水汽氧化性能不足等问题,需要使用环境障涂层(EBC)系统来提供额外防护.简单阐述了硅基非氧化物陶瓷在高温水汽氧化环境中的失效机制,重点介绍了EBC系统的发展历史,以及近年来NASA新型EBC系统的研究进展.

LaPO_4涂层对C纤维增强SiBCN陶瓷基复合材料性能的影响

使用水热法在二维编织的连续C纤维(Cf)表面沉积一种新型的LaPO_4涂层,并通过树脂转移模塑(RTM)和聚合物浸渍裂解(PIP)工艺制备Cf/LaPO_4/SiBCN陶瓷基复合材料(CMCs)。经微观组织表征,纤维束表面较为均匀地沉积了一层厚度约500nm的LaPO_4涂层,且涂层在高温裂解过程中并未和纤维及基体发生明显的化学反应及元素迁移。同时制备Cf/SiBCN,Cf/PyC/SiBCN和Cf/BN/SiBCN复合材料,与Cf/LaPO_4/SiBCN复合材料在抗弯强度、断裂韧度及抗氧化性能等方面进行对比。结果表明:制备所得Cf/LaPO_4/SiBCN复合材料相对其他材料的断裂韧度提升了30%以上;在1350℃/50h长时氧化过程中质量损失最小、纤维几乎完整保留,抗氧化性能明显提升。综上,LaPO_4涂层相比上述其他涂层进一步增强了C纤维增强的SiBCN陶瓷基复合材料在高温下的综合性能,提升了材料的高温应用潜力。

Cu-Pd-V钎料真空钎焊Cf/SiBCN复合材料的界面组织与性能

利用Cu-Pd-V钎料对新型四元陶瓷基复合材料C_f/SiBCN进行了真空钎焊连接.利用座滴法研究了CuPd-V钎料对C_f/SiBCN复合材料的动态润湿性.利用SEM和XRD对钎焊接头微观组织及断口物相进行了分析表征.结果表明,经1 170℃保温30 min后钎料在复合材料上的润湿角为57°.在1 170℃-10 min钎焊规范下,CuPd-V钎料在C_f/SiBCN复合材料表面形成厚度约为1μm的V(C,N)反应层,主要包括VC和VN化合物,钎缝中央为Cu_3Pd和CuPd两种固溶体相.接头的室温三点弯曲强度为58.1 MPa,当测试温度提高至600℃时接头强度上升至90.2 MPa,在700和800℃测试温度下钎焊接头强度呈下降趋势,但仍然可以维持在室温强度水平,分别为66.9和64.6 MPa.

锂离子电池氧化铬涂层研究

用大气等离子喷涂法热喷涂氧化铬涂层,探究不同喷枪和不同喷涂角度对涂层结构和性能影响.通过金相显微镜、显微硬度计、万能试验机及轮式磨耗仪等仪器,对涂层的厚度、孔隙率、硬度、结合强度及耐磨性能进行了分析.结果表明:两种不同喷枪喷涂涂层的耐磨性能相差不大;随着喷涂角度的下降,涂层的耐磨性能先变差后变好.

高温红外隐身涂层材料研究进展

随着现代飞行器速度的不断提高,其热端部件的服役温度越来越高,红外辐射能量也不断增强,从而增加了飞行器在飞行过程中被红外侦测和识别的风险,如何提高飞行器在高温环境下的红外隐身能力成为了军事领域的热点问题之一.目标的红外辐射强度由目标表面的温度和目标表面的发射率决定,所以利用低红外发射率涂层涂覆在飞行器表面,从而降低目标表面的红外发射率,是提高飞行器红外隐身性能的一种便捷、有效的方法.然而,飞行器服役环境通常较为恶劣,为满足其日趋严苛的工程应用需求,需研制出具有更高耐温及耐腐蚀性能的红外隐身涂层.综述了目前几大热门的红外隐身涂层材料和涂层的工艺发展情况,并对涂层性能优化方面进行了阐述,展望了红外隐身涂层材料未来的发展趋势.

HVAF和HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层性能研究

为了提高新一代锂电池辊轧的轧制力,选取适合的WC-10Co-4Cr涂层制备工艺.采用HVOF和HVAF两种方法制备WC-10Co-4Cr涂层,并对涂层的微观组织、杯突性能、弯曲性能、结合强度、显微硬度等性能进行了研究,同时分析了影响涂层耐磨性的主要原因.实验结果得出:HVAF喷涂的WC-10Co-4Cr涂层杯突随基本变形能力比HVOF强;HVOF和HVAF喷涂的WC-10Co-4Cr涂层弯曲折弯韧性好,均无涂层剥落;HVAF制备的WC-10Co-4Cr涂层孔隙率小于HVOF制备的,且在显微硬度Hv、结合强度、耐磨性的性能方面优于HVOF.因此,采用HVAF的工艺制备WC-10Co-4Cr涂层更有利于提高新一代锂电池辊轧的轧制力.

介孔SBA-15/SiO_2气凝胶硅--硅复合材料的制备和性能

以有序介孔二氧化硅颗粒SBA-15为添加剂,利用酸碱两步法制备SBA-15/SiO_2气凝胶硅-硅复合材料.研究SBA-15添加量对气凝胶复合材料的形成过程和性能的影响,采用扫描电镜和氮气吸附-脱附对样品的结构进行表征,并测试其力学性能和热导率.结果表明:少量有序介孔二氧化硅材料SBA-15的加入能大大缩短二氧化硅气凝胶形成时间,提高气凝胶复合材料的力学性能,并保持较低的热导率,而材料的比表面积仅略有下降.