石墨表面Si-SiC-TaB2抗烧蚀复合涂层的制备及性能研究

为了提高碳材料的抗烧蚀性能，以石墨块作为基体，SiC(d₅₀=10μm)、B₄C(d₅₀=50μm)、TaC(d₅₀=3μm)为主要原料，采用料浆法结合反应熔渗Si在石墨材料表面制备了Si-SiC和Si-SiC-TaB₂涂层，研究了涂层的物相组成、显微结构和元素分布，考察了Si-SiC-TaB₂复合涂层在室温至1 600℃的抗热震性能，并通过等离子火焰烧蚀试验(2 350℃分别烧蚀120和1 980 s)测试了涂层对石墨材料高温下的抗烧蚀防护性能。结果表明：Si-SiC-TaB₂复合涂层结构致密，涂层中SiC和TaB₂陶瓷颗粒与Si无明显界面；在1 600℃热震循环20次后，涂层试样的质量基本逐渐增加，具有良好的抗热震性能；Si-SiC-TaB₂复合涂层试样烧蚀1 980 s后质量增加，表面覆盖了含有Ta₂O₅和SiO₂的Ta...     

用于冲压发动机补燃室热防护的硅橡胶绝热层研究

通过分析影响冲压发动机补燃室热防护层性能的因素,研究了粉状填料和纤维填料对硅橡胶绝热层耐烧蚀性能的影响和填料的组合作用;研究了硅橡胶绝热层与发动机壳体的粘接性能,将几种偶联剂对绝热层与壳体粘接性能的影响进行了对比.结果表明,通过有机填料与无机填料以及纤维的共同作用,可以显著提高硅橡胶绝热层的耐烧蚀性能,降低其烧蚀率;WD-60偶联剂可显著提高硅橡胶与钢的粘接强度.初步探索出适合于冲压发动机补燃室热防护所用的硅橡胶绝热层配方.     

硅橡胶热防护材料的烧蚀性能

探讨了影响硅橡胶热防护材料烧蚀性能的因素。线烧蚀率、扫描电镜及热分析结果表明：聚有机硅氧烷生胶的种类对硅橡胶烧蚀性能的影响最大，苯基硅橡胶的烧蚀性能优于乙烯基硅橡胶的烧蚀性能，生胶的残炭率是影响硅橡胶的烧蚀性能的主要原因；芳纶纤维和羟基硅油的用量对硅橡胶的烧蚀性能影响较大；气相法白发黑的用量对硅橡胶烧蚀性能的影响最小，纤维和填料的分散状态对硅橡胶的烧蚀性能也有一定影响。烧蚀后的硅橡胶表面为蜂窝状结构，侧面有熔融SiO2流挂现象。     

201不锈钢上等离子喷涂ZrO_2/NiCrAlY复合涂层的抗烧蚀性能

采用等离子喷涂工艺在201不锈钢上制备了ZrO_2/NiCrAlY复合涂层,对其循环烧蚀前后的表面形貌和物相组成进行了表征,考察了附着力和失重量随烧蚀循环次数的变化。结果表明,ZrO_2/NiCrAlY复合涂层在烧蚀后能够保持较大的附着力,使201不锈钢在高温火焰环境中的使用寿命延长6倍左右。循环烧蚀前后,ZrO_2/NiCrAlY复合涂层表面的主要物相基本不变。等离子喷涂ZrO_2/NiCrAlY复合涂层较大程度地提高了201不锈钢的抗烧蚀性能。     

环氧改性有机硅树脂基热防护涂层的制备及抗烧蚀性能研究

以环氧改性有机硅树脂作为基体,添加二氧化硅、玻璃纤维粉、钛白粉、硅酸盐类填料和复合阻燃剂等无机填料,以低分子聚酰胺作为固化剂,设计制备了环氧改性有机硅热防护涂层,并且分析了填料种类以及添加量对涂层力学性能和抗烧蚀性能的影响。结果表明：添加无机填料能大幅提高涂层的强度和热解保留质量,有效提升涂层抗烧蚀性能;在改善涂层的抗烧蚀性能方面,玻璃纤维粉优于二氧化硅粉,钛白粉显著优于硅酸盐类填料。     

制备温度对ZrC-SiC复合涂层高温耐烧蚀性能影响北大核心

为提高C/C复合材料在超高温环境中的高温耐烧蚀性能,不同包埋温度1450,1550,1650,1750℃下在C/C复合材料表面制备了ZrC-SiC复合涂层。利用XRD、SEM和EDS等分析测试手段,对比研究了涂层的物相组成和微观结构,并借助等离子烧蚀设备进行烧蚀实验,分析讨论涂层的高温耐烧蚀性能和烧蚀机理。结果表明:1650℃包埋温度下的ZrC-SiC涂层与基体结合良好,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.129 mg/s和1.867μm/s,烧蚀性能最好。烧蚀后,ZrC-SiC涂层表面形成了ZrO2和SiO2熔融相,其中ZrO2分布在SiO2熔融物中,提高了氧化层的黏度和抗冲刷能力,使得ZrC-SiC涂层具有良好的高温耐烧蚀能力。     

长时耐高温隔热有机硅涂料的研制

以有机硅为成膜物,复配高效隔热填料和增强填料等,制备了一种可以耐受500℃、1 h,且不发生起泡、开裂、脱落可反复使用的耐高温隔热有机涂料。对涂层的耐热性和隔热性能进行了测试,采用马弗炉对厚度为4 mm的涂层加热500℃、1 h后,发现涂层不开裂、不起泡、不脱落,该涂层具备良好的耐热性。复配高效隔热填料质量分数为80%时,涂层的导热系数低于0.08 W/(m·K),具有良好的隔热性能。并且,对涂层的耐高温隔热的原理进行了分析,发现耐热填料、助溶剂和隔热填料等有效复配是涂层耐热隔热的关键。该涂料具备良好的应用前景,可应用于高温管道等的隔热保温。     

制备温度对ZrC-SiC复合涂层高温耐烧蚀性能影响

为提高C/C复合材料在超高温环境中的高温耐烧蚀性能,不同包埋温度1 450,1 550,1 650,1 750℃下在C/C复合材料表面制备了ZrC-SiC复合涂层。利用XRD、SEM和EDS等分析测试手段,对比研究了涂层的物相组成和微观结构,并借助等离子烧蚀设备进行烧蚀实验,分析讨论涂层的高温耐烧蚀性能和烧蚀机理。结果表明:1 650℃包埋温度下的ZrC-SiC涂层与基体结合良好,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.129 mg/s和1.867μm/s,烧蚀性能最好。烧蚀后,ZrC-SiC涂层表面形成了ZrO_2和SiO_2熔融相,其中ZrO_2分布在SiO_2熔融物中,提高了氧化层的黏度和抗冲刷能力,使得ZrC-SiC涂层具有良好的高温耐烧蚀能力。     

外防护用硅树脂的热性能及烧蚀性能研究

以甲基苯基硅树脂为基体,添加石英粉等功能填料制备了硅树脂涂层,采用激光脉冲法、氧乙炔烧蚀法和扫描电子显微镜(SEM)等对涂层的热性能和烧蚀性能进行分析。结果表明,硅树脂涂层的热导率0.272 W/m·K,热扩散系数0.154 mm~2/s,比热容1.155 J/g·K,质量残留率72.6%,线烧蚀率0.247 mm/s,质量烧蚀率0.0715 g/s;在1~1.5 mm厚该涂层防护下,经风速9马赫36 s风洞试验后,涂层背面温度由1 600℃降至100℃以下,质量烧蚀率仅为1.08×10~(-3)~1.61×10~(-3)g/cm~2·s,表面平整。该涂层防、隔热性能优异,耐烧蚀抗冲刷性能良好。     

不同填料的配比对医院建筑修缮用胶粘剂影响研究

针对填料种类和填料复配对胶粘剂试样稠度、拉剪强度和压剪强度的影响问题,优化了填料复配比例。结果表明,在进行填料复配处理后,ZT-100/A23复配体系的稠度相对ZT-100有所增加,可以一定程度上解决稠度大而难以搅拌的问题。随着ZT-100/A23填料配比或者ZT-100/400A填料配比从1∶2增加至9∶1,胶粘剂试样的拉剪强度和压剪强度都呈现先增加后减小的特征,在填料配比为1∶1时取得拉剪强度和压剪强度最大值。胶粘剂体系的热重从大至小顺序依次为：A23、ZT-100/A23、ZT-100;复配填料胶粘剂的热重介于2种单一填料之间,且填料A23的耐热性能最好,ZT-100/A23填料的耐热性次之。     

耐热阻燃硅橡胶的研制

以107硅橡胶为基胶、白炭黑为补强填料、Fe2O3为耐热添加剂、硅氮烷为羟基清除剂、氢氧化镁和十溴联苯醚为阻燃剂,配制了脱酮肟型单组分室温硫化(RTV-1)硅橡胶;讨论了耐热添加剂用量、白炭黑表面处理与否以及羟基清除剂使用与否对RTV硅橡胶耐热性的影响,并测试了硅橡胶的阻燃性能。结果表明,RTV-1硅橡胶中加入表面经硅烷偶联剂处理的氧化铁红后,其耐热性大增;当氧化铁红的用量为10份时,RTV-1硅橡胶经260℃×24h热老化后,其拉伸强度、扯断伸长率及硬度的变化率均小于10%;使用经六甲在二硅氮烷表面处理的沉淀法白炭黑作补强填料、硅氮烷作羟基清除剂,也有利于提高硅橡校的耐热性;使用氢氧化镁和十溴联苯醚的复配阻燃剂,能有效提高硅橡胶的阻燃性,使硅橡胶的阻燃性达到FV-0级。     

无卤阻燃填料对热硫化阻燃硅橡胶性能的影响

以甲基乙烯基硅橡胶为基料,白炭黑为填料,羟基硅油为结构控制剂,选用氢氧化铝、氢氧化镁、氮系阻燃填料、磷氮阻燃填料制得4种热硫化(HTV)阻燃硅橡胶。研究了4种无卤阻燃填料对热硫化阻燃硅橡胶阻燃性能、机械性能和硫化特性的影响,并通过热失重分析初步探讨了HTV硅橡胶的阻燃机理。结果表明,垂直燃烧阻燃级别达到FV-0时,采用磷氮为阻燃填料的硅橡胶的垂直燃烧时间最短,力学强度最好,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度分别为6. 43 MPa、408%、16. 5 k N/m,而采用氢氧化铝为阻燃填料的硅橡胶的氧指数最高,可达到45%; 4种阻燃HTV硅橡胶中,采用氮系阻燃填料的硅橡胶硫化速度最慢;热失重测试结果表明,采用氢氧化镁为阻燃填料的硅橡胶具有较好的热稳定性。     

脱氢型室温硫化硅橡胶耐高温及热老化性能研究

借助热失重和热老化试验方法考察了硅橡胶种类、催化剂种类、含氢硅油用量和填料种类对脱氢型室温硫化(RTV)硅橡胶耐热性能的影响.结果表明:硅橡胶、催化刺、含氢硅油和填料对脱氢型RTV硅橡胶耐热性均有显著影响.较佳的配方是:100份硅橡胶,1份催化剂,2份含氢硅油,30份填料.     

柔性防热层外用雷击防护涂层的制备及其性能研究

针对柔性防热层表面雷击防护的需求,制备了兼顾耐热性和雷击防护性能的涂层,研究了成膜物的种类、导电填料的形状、导电填料含量、涂层厚度以及其他助剂等对涂层导电性能的影响。分析了雷击防护涂层导电的机理,并对雷击防护性能进行了测试。结果表明：以加成型硅橡胶为成膜物,片状铜银粉为导电填料,蒙脱土类防沉剂、钛酸酯类偶联剂等为添加剂,最终制备的涂层能够形成较为完整的导电网络通路,涂层方阻较低, 30 mΩ/□,能够通过 SAE ARP 5412—2013标准雷电击穿实验,有效对下方的柔性防热层进行防护。     

C/C复合材料SiC-SiO_2/ZrO_2-SiC复合抗氧化涂层

为了提高C/C复合材料在高温有氧环境的抗氧化性,在SiC抗氧化涂层防护的基础上,采用气相沉积法及溶胶凝胶吸附冷凝热蒸汽法在C/C复合材料表面制备出了SiC-SiO2/ZrO2-SiC复合涂层。利用扫描电镜、能谱质谱测试及X射线衍射等检测方法对涂层各层进行了分析。结果表明,溶胶吸附ZrCl4蒸汽法制备ZrO2涂层,不仅能够在高温自动修复单层SiC涂层的裂纹缺陷,还起到了在制备外层SiC涂层过程中缓冲应力的作用。这种多层复合涂层在高温下具有良好的抗氧化性,在1 800℃等离子焰动态空气氧化120 s后,计算得出该涂层失重速率仅为0.4 g/(m2·s),表明该涂层具有卓越的抗氧化性。     

HfC-SiC复合涂层的制备及高温耐烧蚀性能研究

通过高温化学反应在C/C复合材料表面制备了HfC-SiC复合涂层,利用氧乙炔火焰研究了涂层的高温耐烧蚀性能,并对烧蚀前后涂层进行了微观结构表征.结果表明:制备的HfC-SiC复合涂层由粗大的SiC颗粒和细小HfC颗粒组成,颗粒呈现出镶嵌式堆积结构且连续致密,厚度约30μm.经过20 s的氧乙炔火焰烧蚀后,涂层试样的线烧...     

金属氧化物对热硫化硅橡胶耐热性的影响

研究了金属氧化物Fe_2O_3、CeO_2作耐热添加剂时对热硫化硅橡胶耐热性能的影响。结果表明,Fe_2O_3、CeO_2均能显著提高硅橡胶的耐热性能。单独使用Fe_2O_3时,当Fe_2O_3用量为8份,硅橡胶的耐热性能最优; CeO_2提高耐热性能的效果优于Fe_2O_3,单独使用CeO_2时,CeO_2用量为4份,硅橡胶的性能较优;Fe_2O_3与CeO_2并用时,对提高硅橡胶的耐热性效果较佳,当采用4份Fe_2O_3与4份CeO_2复配时,硅橡胶外延起始分解温度提高了38℃。     

影响有机硅热防护涂层的热导率的因素

以硅树脂为基料,配合中空玻璃微球等填料,制备了有机硅热防护涂层;研究了填料的组合、添加量、规格以及溶剂体系等对有机硅热防护涂层热导率的影响。结果表明,采用表面经过处理的中空玻璃微球和气相法白炭黑A380的组合填料、中空玻璃微球的用量选择60份、并使用酮类溶剂和芳香类溶剂的混合溶剂制成的热防护涂层,其热导率≤0·1W/(m·K),密度≤0·55g/cm3,拉伸强度≥2·0MPa。     

石英纤维增强可瓷化硼酚醛耐烧蚀复合材料研究

以硼酚醛树脂为基体,石英纤维为增强体,氧化硅、石墨及云母为陶瓷填料制备了可瓷化复合材料。通过1 400℃下烧结前后材料的力学性能测试、氧-乙炔焰(2 100℃)烧蚀性能测试,扫描电镜、热重分析及X射线衍射分析研究了不同含量陶瓷填料对石英纤维增强可瓷化硼酚醛树脂复合材料性能的影响。结果表明,常温下石英纤维增强可瓷化硼酚醛树脂复合材料的弯曲强度随着陶瓷填料含量的增加呈先升高后降低的趋势,最高可达到220.62 MPa,经过1 400℃马弗炉烧蚀后,弯曲强度最高可达19.10 MPa。随着陶瓷填料含量的增加,复合材料的耐烧蚀性能提高,质量烧蚀率和线烧蚀率最低可分别达到0.050 g/s和0.0187 mm/s。陶瓷填料经1 400℃高温处理后在一定程度下可生成SiC,使材料转变为含碳化硅的陶瓷基复合材料,提高了复合材料的弯曲强度、耐烧蚀性和耐高温性。与通常碳化硅陶瓷复合材料相比,该制备工艺简单,可大规模生产,实现了陶瓷基复合材料的低成本化。     

基于SiO2气凝胶及空心微珠填料的织物用隔热涂料的性能研究

为提高织物用隔热涂料的隔热性能，将SiO₂气凝胶和SiO₂空心微珠复配作为填料，研究了填料种类和添加量对涂层隔热性能及疏水性能的影响。结果表明：气凝胶和空心微珠分别添加15%和20%时，隔热效果最好，隔热率分别为21.16%和16.17%。10%气凝胶和20%空心微珠进行复配时，涂层隔热效果进一步提升，隔热率可达到24.83%，且此时疏水性能最好，水接触角可达116.82°，这表明隔热材料的复配能进一步提高涂层的隔热性能和疏水性能，可有效拓宽功能性，展现出更加宽阔的应用前景。