资源描述：
《耐超高温材料研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、耐超高温材料研究1,2232刘军熊翔王建营黄伯云(1国防科技大学一院CFC室,长沙410073)(2中南大学粉末冶金研究院,长沙410083)(3总装备部军事医学研究所,北京100101)文摘综述了可用于2200～3000℃高温环境下难熔金属、陶瓷及碳/碳复合材料等研究进展和各种材料的优缺点;介绍了提高材料性能所采取的方法,指出了耐超高温材料研究的发展方向。关键词难熔金属,陶瓷,碳/碳复合材料ResearchProgressinMaterialsforUltraHigh2temperatureApp
2、lication1,2232LiuJunXiongXiangWangJianyingHuangBaiyun(1Keylab.ofCFC,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073)(2InstituteofPowderMetallurgy,CentralSouthofUniversity,Changsha410083)(3InstituteofMilitaryMedicine,DepartmentofGeneralArmment,Beij
3、ing100101)AbstractTheresearchprogressofmaterials,suchasrefractorymetals,ceramicandcarbonfiberreinforcedcarboncompositesforultra2hightemperatureapplication,issummarizedinthispaper.Inaddition,methodsadopt2edtoimproveoxidationresistanceandfuturetrendsofma
4、terialsreseacharealsointroduced.KeywordsRefractorymetals,Ceramic,C/Ccomposites1前言量,降低W表面温度,Cu起着发汗剂的作用。高性能推进剂的使用使得发动机燃气温度、燃近来有在W渗Cu材料掺入ThO2、HfC、ZrC提[2]烧室压力及热传导速度也相应提高,这对所用材高W强度和抗热震性能研究报道。由于W密度3料性能也提出了严格要求。寻求在2200～3000℃较大(18.6g/cm),并且抗氧化性较差,目前仅从性高温环境中稳定工
5、作的耐超高温材料成为材料工作能方面衡量,Re是最优秀的。Re具有较高熔点(仅[1]者的研究目标,其中主要有难熔金属、陶瓷及C/次于W熔点),且具有较高的高温强度、耐磨损,抗[3]C复合材料。热震性能优秀;但Re成本高、资源很贫乏,抗氧2难熔金属化性低。为改善Re的抗氧化性,有人在Re表层涂在难熔金属、陶瓷及C/C复合材料中,难熔金覆Ir,能够经受从室温到2200℃万次以上热疲劳循[4]属是最早进行研究和得到应用的耐高温材料。部分环实验。Ta一般和Hf共同使用,Ta-Hf有较高[4]难熔金属熔点见图1
6、,W熔点在所有金属中最高,达的强度和较好的氧化性。同样,Mo、Nb也是得到3500℃。为了进一步提高材料性能,在钨制件中渗大量使用的难熔金属材料,如Nb用做火箭姿态调入Cu,高温下W渗Cu材料中通过Cu挥发带走热节器喷管,但它们的高温强度、抗腐蚀和耐磨性同收稿日期:2004-07-22;修回日期:2004-10-13基金项目:国家“863”高技术项目(2002AA305207),国家自然科学基金项目(50302015)作者简介:刘军,1968年出生,博士,主要从事陶瓷纤维及复合材料的研究工作—6—宇
7、航材料工艺2005年第1期©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net[5]W、Re相比仍有较大差距。TaC氧化形成内层为HfO2、外层为Ta2O5的结构;而在1800℃以上,形成内层为HfO2、外层为Ta2Hf6O19[10]的结构,提高HfC抗氧化性。也有采用在HfC内加入HfB2、SiC的方法。HfB2的熔点为3250℃,在高温有氧环境下,HfB2发生下
8、面的化学反应:HfB2+O2HfO2+B2O3,利用生成的B2O3与SiO2形成玻璃相阻止氧的渗透和促进材料表面裂纹愈合,达到抗氧化目的。还有采用在HfC中加入PrC2,通过在高温下氧化生成Hf2Pr2O7这种结构提高HfC抗氧化性,据称可以提供比单纯HfO2更好的保[11]护。有人研究了采用CVD方法以裂解碳、HfC图1难熔金属的熔点与密度和SiC分别作为C/C复合材料的底层、扩散阻挡层Fig.1Meltingpointanddensityofrefractorym
