C_C-AlSiB耗散防热复合材料的制备及性能研究.pdf

《C_C-AlSiB耗散防热复合材料的制备及性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文C/C-AlSiB耗散防热复合材料的制备及性能研究STUDYONFABRICATIONANDPROPERTIESOFC/C-AlSiBDISSIPATIVETHERMALPROTECTIVECOMPOSITES孙家琪哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TB331学校代码：10213国际图书分类号：621.785密级：公开工学硕士学位论文C/C-AlSiB耗散防热复合材料的制备及性能研究硕士研究生：孙家琪导师：康鹏超副教授申请学位：工学硕士学科：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifie

2、dIndex:TB331U.D.C:621.785ThesisfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONFABRICATIONANDPROPERTIESOFC/C-AlSiBDISSIPATIVETHERMALPROTECTIVECOMPOSITESCandidate：SunjiaqiSupervisor：AssociateProf.KangPengchaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceAffiliation：School

3、ofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文以制备轻质、高强度、耐高温烧蚀的防热材料为目标，以耗散防热为设计思路，采用不同密度C/C复合材料为基体，在综合考虑材料的物理性能、热力学性能等指标的基础上选择AlSiB合金作为浸渗剂，并制备了C/C-AlSiB耗散防热复合材料。采用先进分析手段对C/C-AlSiB耗散防热复合材料的微观组织形貌、力学性能、热物

4、理性能进行了分析研究，并探讨了相关影响因素。通过氧-乙炔烧蚀实验表征其抗烧蚀性能，并对烧蚀后的微观组织形貌演变观察分析，研究了烧蚀过程中出现的不同烧蚀行为及机制，对材料的耐烧蚀机理进行阐释。制备的C/C-AlSiB复合材料致密度较高，浸渗剂在基体中呈网状均匀分布，这种微观结构对材料力学性能提高起到重要作用，材料内物相主要为C、Al、Si、SiB6和AlB10。耗散防热复合材料的力学性能相比C/C基体显著提高，复合材料的三点弯曲强度提升34.96%，弹性模量提升21.90%。浸渗剂的加入在XY和Z两个方向上均提高了材料的热膨胀系数。氧-乙炔烧蚀试验结果表明，C/C-A

5、lSiB耗散防热复合材料的烧蚀率低于C/C基体，尤其1.63CC-AlSiB烧蚀率明显降低，这说明材料抗烧蚀性能提高。在烧蚀的中心区、过渡区、边缘区材料表面呈现出不同的微观形貌，烧蚀过程中材料表面形成氧化层，其主要成分为Al2O3、SiO2。耗散剂在烧蚀条件下更容易与氧发生反应，并形成覆盖在表面的氧化膜，对C/C基体起到保护作用，且烧蚀过程中表面液态氧化层黏度较大，使得材料的机械剥蚀作用减弱。C/C-AlSiB防热复合材料表面的热化学烧蚀作用引起氧耗散，耗散剂相变吸热作用、氧化膜的热阻隔以及气体逸出产生的热塞积作用共同形成热耗散。这些因素综合作用提高了材料的抗烧蚀性

6、能。关键词：C/C-AlSiB复合材料；耗散防热；氧-乙炔烧蚀；烧蚀率；力学性能-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthisthesis，thepreparationoflight，highstrength，hightemperatureablationoftheheat-resistantmaterialasthegoal，todissipateheatforthedesignideas，usingdifferentdensityC/CcompositematerialasamatrixandC/C-AlSiBdissipationheat-r

7、esistantcompositematerialswerepreparedonthebasisofAlSiBalloyastheimpregnatingagent.AlSiBalloywaschosenastheimpregnantisbasedontheconsiderationofthephysicalpropertiesandthermodynamicpropertiesofthematerials.Compositeswereanalyzedbymeansofadvancedanalyticalmethod，andtheinfluencingfacto