热暴露对陶瓷隔热瓦表面硼硅玻璃涂层组织的影响

目的研究大面积可重复使用刚性陶瓷瓦表面高辐射率硼硅玻璃涂层在服役温度条件下微观组织的演变情况。方法采用在1250℃和1300℃下热暴露的方法来模拟涂层服役温度环境,借此研究涂层微观组织高温下的演变规律。采用扫描电子显微镜(SEM)对热暴露前后涂层的微观形貌进行了表征,利用X射线衍射仪(XRD)表征了涂层热暴露前后的物相组成。结果 1250℃和1300℃热暴露之后,涂层表面出现微孔,尤其在辐射剂颗粒(MoSi2、Si B4)聚集区域,且微孔数量随热暴露次数的增加而增多。1300℃下热暴露5次后,中间过渡层发生烧结分层现象,靠近表面一侧逐渐变致密并与表面层烧结在一起,而另一侧则逐渐和基体烧结在一起。涂层热暴露后有方石英相析出,且析晶量与热暴露次数呈正相关关系。结论 1300℃下热暴露后,中间过渡层逐渐破坏,涂层由双层结构转变为单层结构,其抗热震性能下降,易产生裂纹、脱落等问题。高温热暴露析出方石英晶体将会影响涂层尺寸的稳定性。此外,高温热暴露导致涂层中辐射剂成分氧化,生成微孔,破坏涂层致密性,降低其抗冲刷能力,更易引起涂层脱落。     

TC4合金表面微弧氧化膜SiO_2溶胶凝胶封孔后抗氧化性能研究（英文）

为提高TC4合金的高温抗氧化能力,采用二步法在其表面制备了一种复合涂层。采用微弧氧化工艺在偏铝酸钠电解液中于合金表面原位沉积多孔膜层,然后采用溶胶凝胶提拉浸渍工艺在微弧氧化膜层表面进行封孔处理,并进行后续热处理。SEM和EDS结果表明,膜层总厚度为6μm,封孔层厚度约为1μm。高温氧化实验结果表叫,随着氧化时问的延长,封孔后样品的抗氧化能力也随之提高,与未封孔样品相比,其氧化增重大大降低。微弧氧化膜的表面多孔状态为封孔的溶胶层提供了天然锚固接触点,从而能够起到良好的密封作用。     

SiOC气凝胶/柔性陶瓷纤维复合材料的制备和性能

选用正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,用溶胶-凝胶法制备不同C/Si(原子比,下同)比的SiOC气凝胶,再用大气喷涂法将其喷涂在柔性陶瓷纤维隔热毡中制备出SiOC气凝胶/柔性陶瓷纤维复合材料。C/Si比,是影响SiOC气凝胶/柔性陶瓷纤维复合材料性能的主要因素。随着C/Si比的提高SiOC溶液的凝胶时间延长且更易浸入隔热毡,材料的密度和热导率先降低后提高。C/Si比为0.67的材料热导率最低,其室温热导率为0.026 W/m·K,1000℃时的热导率为0.174 W/m·K。与未改性的隔热毡相比,其热导率显著降低,尤其是在高温下热导率降低47%;同时,这种材料还具有优异的耐高温和抗氧化性能,在1200℃空气中静烧1 h后试样的质量损失只约为1%,静烧3 h后约为5%,随着C/Si比的提高其质量损失随之提高;同时,SiOC气凝胶复合材料还具有良好的疏水性能、柔性和回弹性。     

复合材料格栅反射器结构热变形及精度分析

为满足卫星通信领域反射器高精度和轻量化的要求,以某地球同步轨道气象卫星反射器为应用背景,采用ABAQUS有限元模拟复合材料反射器的热变形并运用最小二乘拟合原理计算其型面精度RMS值,利用M55碳纤维复合材料层合板面内热膨胀系数较小的特性设计出全复合材料格栅反射器结构.在相同工况的条件下,采用工业近景三维测量方法对格栅反射器结构进行热变形实验测试,利用工作面变形的均方根RMS值来表征型面精度,并将测试值与模拟值进行比对发现两者吻合较好.最后对格栅结构反射器的装配误差,粘接方式,胶层厚度,蒙皮和筋条的铺层角度等影响型面精度RMS值的因素进行计算分析,结果表明:粘接方式和胶层厚度是影响全复合材料格栅反射器型面精度的最主要因素,并且蒙皮与格栅结构的胶接更宜采用点粘方式,同时随着胶层厚度和装配误差的增大,型面精度呈现非线性的增长趋势.在相同工况、相同宏观结构尺寸的前提下,与碳纤维铝蜂窝夹层结构反射器结构相比,全复合材料格栅结构反射器的型面精度仅为0.455μm,型面精度提高了一个数量级,为高精度深空探测和信号传输提供了可靠设计方案.     

复合混凝土膨胀剂研究初探

介绍了一种新型复合镁质膨胀剂,这种膨胀剂综合了钙矾石和氧化镁类膨胀剂的膨胀特点,即在水化早期钙矾石能提供膨胀作用,而后期氧化镁也能产生一定的膨胀量从而补偿混凝土的收缩,是一种优良的复合膨胀剂。     

炭干凝胶的溶胶-凝胶法制备参数的正交优化与多孔结构分析（英文）

以间苯二酚(R)和糠醛(F)为反应物,以四氮六甲胺(H)为催化剂,在异丙醇(I)溶剂中采用溶胶-凝胶方法制备出RF有机气凝胶,通过常压干燥和氮气保护烧结碳化后,制得炭干凝胶(CXs)。采用三水平三因素正交优化法实现制备工艺参数的正交优化。采用SEM、XRD、FR-IR和N_2吸附法对CXs进行表征和分析。正交优化结果表明,R/F(摩尔比)=0.7、R/H(摩尔比)=25、P/I(体积比)=0.07为最优工艺参数。制得的CXs最低密度仅为0.083g/cm~3。FR-IR表明:-CH_2和CH_2-O-CH2是RF有机气凝胶纳米结构产生的主要基团。XRD分析表明:CXs的碳结构呈现微小晶体的非晶态。CXs是典型的介孔材料,其比表面积在550~800 m~2/g之间,平均孔径为2~9 nm。     

高强复合纤维材料加固混凝土结构技术的应用

高强复合纤维材料加固建筑结构技术是由特种环氧树脂将复合双向纤维材料粘贴于混凝土表面,加固并改善构件受力性能.它具有强度高、重量轻、耐久性好、施工简便迅速、不需养护、无噪声、维持结构原状和节省造价等优点.本文结合室内试验结果,并用实际工程验证其加固效果.     

硅改性酚醛/碳纤维复合材料的制备及烧蚀性能

针对酚醛树脂(RF)耐热性不足、抗烧蚀性能差,且SiO₂粒子与酚醛树脂相容性的问题,采用共凝胶法制备纳米级的SiO₂/RF杂化气凝胶,通过构建凝胶网络互穿结构,增加两相相容性,探究SiO₂/RF杂化气凝胶的微观结构、化学结构和热物理性能。制备得到硅改性酚醛/碳纤维复合材料,并对改性前后复合材料的烧蚀性能进行比较。结果表明,不同硅含量的杂化气凝胶具有凝胶骨架和孔隙双连续的结构特性,密度分别在0.145～0.160 g/cm³之间。随着硅含量提高,杂化气凝胶残留率增加,Si—O键吸收振动峰更明显,但XRD无衍射峰。综合考虑孔径分布及热物理性能,选取性能最优的杂化气凝胶制备硅改性酚醛/碳纤维复合材料,改性后复合材料的质量烧蚀率为0.046 g/s,线烧蚀率为0.074 mm/s。与未改性的复合材料相比,质量烧蚀率降低了20.7%,线烧蚀率降低了21.3%,改性后材料的抗氧化性和烧蚀后的残留率得到明显提升。     

热循环对薄板镍基合金表面高辐射率涂层残余应力的影响

采用X射线衍射技术对不同次数热循环的镍基合金薄板表面的高辐射涂层的残余应力进行了分析,利用扫描电镜对热循环前后涂层的截面形貌进行了表征,研究热循环对涂层表面残余应力的影响。结果表明:涂层主要由非晶态的硼硅玻璃,硼酸镁,二硅化钼和四硼化硅组成;随着热循环次数的增加,涂层内部出现很多微裂纹和孔洞,但是涂层与基体的结合良好;涂层表面存在压应力,随着热循环次数的增加,涂层压应力先增加后减小。     

用于纤维隔热复合材料高发射率涂层的微观结构与性能研究（英文）

以自制的硅溶胶、硼硅玻璃粉,MoSi_2和SiB_4为原料制成涂料,通过喷涂的方法在纤维隔热复合材料基体上制备一种新的涂层。采用电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和发射率测试仪对涂层的微观结构和性能进行表征。结果表明,涂层表面致密且.厚度在200μm左右。MoSi_2和SiB_4提高了涂层的高温发射率,不仅使涂层具有内聚力,而且使涂层和基体具有优良的结合强度。涂层和基体的热膨胀系数匹配很好,提高了涂层的抗热震性。涂层的发射率值高于0.80,并且随着使用温度升高而增大。