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高温结构材料3D打印技术专刊序言
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作者 苏海军 《航空材料学报》 北大核心 2026年第1期F0002-F0002,共1页
高温结构材料是航空航天、能源动力等领域高端装备关键部件的基础材料,是我国该领域打破国外技术封锁,实现自主可控的核心关键。随着高超音速飞行器、重型运载火箭、高推重比发动机等新一代战略装备技术的飞速发展,面向极端复杂服役环境... 高温结构材料是航空航天、能源动力等领域高端装备关键部件的基础材料,是我国该领域打破国外技术封锁,实现自主可控的核心关键。随着高超音速飞行器、重型运载火箭、高推重比发动机等新一代战略装备技术的飞速发展,面向极端复杂服役环境,以及高性能、高可靠、轻量化的迫切需求,高温结构材料及构件成形技术面临严峻挑战。与此同时,3D打印(增材制造)技术的迅猛发展,为高温结构材料的研发与应用提供了全新范式,同时也为高性能复杂结构关键构件的设计与制造开辟了崭新路径。 展开更多
关键词 3D打印 增材制造 高温结构材料 能源动力
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可逆固体氧化物电池脉冲电解制氢过程的电热平衡研究
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作者 王浩宇 沈佳杰 +3 位作者 程付鹏 关成志 肖国萍 王建强 《核技术》 北大核心 2026年第3期74-84,共11页
可逆固体氧化物电池(Reversible Solid Oxide Cells,RSOC)是一种高效的能量转化装置,适用于大规模存储波动性可再生能源。但RSOC电堆在700~900℃的高温环境中工作时容易产生较大的内部温度梯度,导致电堆内部热应力的产生和电堆性能的衰... 可逆固体氧化物电池(Reversible Solid Oxide Cells,RSOC)是一种高效的能量转化装置,适用于大规模存储波动性可再生能源。但RSOC电堆在700~900℃的高温环境中工作时容易产生较大的内部温度梯度,导致电堆内部热应力的产生和电堆性能的衰减。对此,本文提出了一种基于长脉冲周期动态电解的RSOC电堆运行模式来降低电堆内的温度梯度。采用COMSOL软件建立平板式RSOC多物理场耦合模型,通过设定不同脉冲时序,研究了动态操作对RSOC系统温度、温度梯度和氢气生成速率的影响。结果表明,动态操作可以稳定系统温度,并显著降低系统内温度梯度,在电压为1.2 V、1.3 V和1.4 V时,系统内温度梯度分别降低了43%、44%以及46%;脉冲电解会损失部分氢气生成速率,电压越低损失越小,在1.2 V时损失不足7%。 展开更多
关键词 可逆固体氧化物电池 储能 温度梯度 脉冲电解
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等离子物理气相沉积制备叶片热障涂层及新工艺开发
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作者 殷倩楠 宋炳儒 +6 位作者 李克 刘若愚 叶炜 云海涛 杨晨 魏亮亮 郭奕谦 《表面技术》 北大核心 2026年第3期44-51,共8页
目的解决高功率等离子物理气相沉积技术在涡轴发动机燃一导叶片上制备热障涂层时叶片过烧变形的问题。方法首先,针对我国先进航空发动机制备技术需求,开展低功率等离子物理气相沉积技术研究,通过减少能量输入,降低制备叶片时的基体温度... 目的解决高功率等离子物理气相沉积技术在涡轴发动机燃一导叶片上制备热障涂层时叶片过烧变形的问题。方法首先,针对我国先进航空发动机制备技术需求,开展低功率等离子物理气相沉积技术研究,通过减少能量输入,降低制备叶片时的基体温度。结果在低功率条件下必须将喷涂时采用的气压从200 Pa升至300 Pa,通过升高气压的方式提高射流向粉末的传热,补偿减少的能量输入,保证粉末充分气化,进而实现准柱状结构的制备。使用该工艺在叶片表面制备YSZ/GYbZ双陶瓷层,制备态涂层呈现准柱状结构,在缓慢冷却至室温后,其缘板处涂层剥落,原因是该处基体温度过低,无法有效形成氧化膜,进而引发涂层间的互扩散,出现了大量孔洞。通过将厚度5 mm的不锈钢工装优化为厚度2 mm的高温合金工装,将缘板温度由600℃提升至800℃后,黏结层迅速氧化,并产生致密的氧化膜,避免了互扩散引起的涂层剥落。结论采用低功率等离子物理气相沉积技术成功在涡轴发动机燃一导叶片上制备了YSZ/GYbZ双陶瓷层热障涂层,解决了叶片过烧变形的问题,通过优化工装,将缘板的温度由600℃提升至800℃后,氧化膜迅速形成,避免了涂层剥落现象的发生。 展开更多
关键词 热障涂层 等离子物理气相沉积 叶片 双陶瓷层 失效分析 互扩散
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基于丁香酚的生物基环氧树脂研究进展
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作者 吴飞 洪向明 +2 位作者 马海龙 张晗 刘丽娜 《化工新型材料》 北大核心 2026年第4期47-50,56,共5页
环氧树脂作为重要的热固性高分子材料,因综合性能优异得到广泛应用。然而,传统双酚A型环氧树脂依赖化石原料,存在环境风险以及脆性和易燃性等问题,促使开发生物基替代品成为研究热点。在众多生物质原料中,丁香酚因独特的分子结构(同时... 环氧树脂作为重要的热固性高分子材料,因综合性能优异得到广泛应用。然而,传统双酚A型环氧树脂依赖化石原料,存在环境风险以及脆性和易燃性等问题,促使开发生物基替代品成为研究热点。在众多生物质原料中,丁香酚因独特的分子结构(同时含有酚羟基和烯丙基)和可再生特性,成为最具潜力的双酚A替代反应底物之一。综述了基于丁香酚的生物基环氧树脂研究进展,聚焦于以羟基为环氧位点的多官能度丁香酚环氧树脂的制备和以烯丙基为环氧位点的多官能度丁香酚环氧树脂的制备。研究表明,通过合理的分子设计,丁香酚基环氧树脂在保持良好热稳定性的同时,其阻燃性(可达UL-94 V-0级)和断裂韧性得到显著提升,展现出替代石油基环氧树脂的潜力。最后分析了该材料规模化生产面临的挑战,包括原料提纯成本控制和固化工艺优化等问题,并展望了其未来的研究方向。 展开更多
关键词 环氧树脂 阻燃技术 丁香酚 生物质
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环丁烷四甲酸二酐型硅烷偶联剂中间体的制备研究
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作者 舒扬 陈晓燕 +2 位作者 刘欢 熊茫茫 姜雯雯 《科技资讯》 2026年第1期114-117,共4页
环丁烷四甲酸二酸酐与烯丙基胺酰亚胺反应制备出新型酰亚胺化合物(CBDA-AA),所得产物为浅色固体,其产率为54.8%、熔点为269~270℃。利用核磁共振氢谱和碳谱对产物结构进行了确证。该化合物的设计目标是为了优化硅烷偶联剂的耐腐蚀特性... 环丁烷四甲酸二酸酐与烯丙基胺酰亚胺反应制备出新型酰亚胺化合物(CBDA-AA),所得产物为浅色固体,其产率为54.8%、熔点为269~270℃。利用核磁共振氢谱和碳谱对产物结构进行了确证。该化合物的设计目标是为了优化硅烷偶联剂的耐腐蚀特性和热稳定性,能够有效改善硅烷偶联剂在铜箔表面处理工艺中的表现,显著提高处理后的耐蚀性和热稳定特性。合成的新型化合物对电子制造领域的技术进步具有积极意义,可以为相关产品的性能提升和创新开发提供新的解决方案,同时减少环境负担。其主要潜在应用领域包括电子器件用铜箔的表面改性等。 展开更多
关键词 硅烷偶联剂 酰亚胺 表面处理 热稳定性
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无机填料对硅橡胶基耐热复合涂层的影响 被引量:4
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作者 杨晓军 文卿 +1 位作者 符寒光 贺定勇 《北京工业大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期13-21,共9页
以硅橡胶为基体,添加无机填料制备的耐热涂层在耐热防腐方面有重要应用前景。采用自制改性硅橡胶作基体,添加不同配比的高岭土、二氧化硅和氧化铝,制备了复合涂层。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察了硅橡胶... 以硅橡胶为基体,添加无机填料制备的耐热涂层在耐热防腐方面有重要应用前景。采用自制改性硅橡胶作基体,添加不同配比的高岭土、二氧化硅和氧化铝,制备了复合涂层。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察了硅橡胶基体中无机填料的分散状况,采用热重分析仪(thermogravimetric analyzer,TGA)对复合涂层的热解温度和失重率进行了分析。结果表明:在复合体系中,无机填料与基体的相容性较好,分散均匀;与基体材料相比,无机填料的添加可有效提高复合材料的耐热性。填料质量分数为20%的复合涂层,其在800℃时质量残留率比自制改性硅橡胶的基体提高了10%以上。 展开更多
关键词 硅橡胶 高岭土 耐热性 微观形貌 涂层 复合材料
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消防机器人热防护材料与技术研究进展
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作者 李亚澍 祝薇 邓元 《材料工程》 北大核心 2026年第3期67-80,共14页
消防机器人作为一种可以替代消防员进入火场进行灭火施救的关键装备,逐渐受到广泛的关注,其智能化与自主化已成为主要发展趋势。然而,消防机器人在火场作业中将面临复杂的热环境挑战,其核心控制部件以及为实现智能化自主作业加装的传感... 消防机器人作为一种可以替代消防员进入火场进行灭火施救的关键装备,逐渐受到广泛的关注,其智能化与自主化已成为主要发展趋势。然而,消防机器人在火场作业中将面临复杂的热环境挑战,其核心控制部件以及为实现智能化自主作业加装的传感器也面临高温失效的风险。因此,高效可靠的热防护材料与技术对于保障消防机器人稳定运行至关重要。本文聚焦消防机器人热防护问题,重点综述了防热涂层、隔热材料、相变储能材料等关键热防护材料的应用现状,并系统梳理了整体热防护方案和核心部件防护设计等热防护技术的研究进展。同时,总结了现有技术的不足,主要包括材料耐高温极限与轻量化矛盾、长期稳定性与成本控制等方面仍尚需研究,并从智能化热防护系统、传感器集成与数据融合及动态热管理调控这几方面对未来研究方向进行展望,以期推动消防机器人的工程化应用。 展开更多
关键词 消防机器人 热防护 隔热材料 多层隔热结构 相变储热材料
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SiC纤维烧结陶瓷的制备及其性能研究 被引量:1
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作者 李伟 许志明 +3 位作者 苟燕子 尹森虎 余艺平 王松 《无机材料学报》 北大核心 2025年第2期177-183,共7页
SiC纤维烧结陶瓷(Fiber-bonded ceramics,FBCs)是由SiC纤维直接烧结而成的一种新型SiC材料,材料中不存在基体相,其孔隙率小于3%且纤维体积分数超过90%,具有耐高温、高强度、抗氧化与耐辐照等优异性能,是未来航空发动机和先进核能领域的... SiC纤维烧结陶瓷(Fiber-bonded ceramics,FBCs)是由SiC纤维直接烧结而成的一种新型SiC材料,材料中不存在基体相,其孔隙率小于3%且纤维体积分数超过90%,具有耐高温、高强度、抗氧化与耐辐照等优异性能,是未来航空发动机和先进核能领域的重要候选材料。本工作在国内率先开展SiC FBCs的制备以及性能研究,以国产KD-SA型第三代含铝SiC纤维为原料,通过预处理在纤维表面原位构筑石墨(in-situ graphite,iG)层,采用热压烧结工艺直接烧结纤维,制备SiC(Al)FBCs。实验表征了纤维及材料的宏/微观结构,测试了材料的力学与氧化性能。结果表明:通过预处理SiC(Al)纤维,iG/SiC(Al)纤维表面可生成厚度为300~400 nm的碳层,且iG层与纤维结合较好。采用热压烧结工艺制备的iG/SiC(Al)FBCs密度为3.15 g/cm^(3),气孔率仅为0.52%,基体完全致密,纤维发生变形呈六棱柱状,且纤维之间有明显的界面;材料弯曲强度、断裂韧性与断裂功分别为320 MPa、9.5 MPa·m^(1/2)与1169 J·m^(-2);经1500、1600℃空气氧化100 h,材料弯曲强度保留率分别高达86%与72%,且维持伪塑性断裂模式。 展开更多
关键词 SIC纤维 SiC纤维烧结陶瓷 力学性能 氧化性能
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环氧树脂基复合材料低温物性测量技术及相关物性研究进展 被引量:2
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作者 黄荣进 周正荣 +5 位作者 王永光 刘辉明 吴智雄 张恒成 张泓玮 李来风 《四川师范大学学报(自然科学版)》 2025年第3期312-326,F0002,共16页
超导磁体因其体积小、重量轻、磁场稳定和强度高等优点,在医疗、交通运输、工业生产及大型科学工程等领域中发挥了重要作用.在大型高场超导磁体中,绝缘系统作为关键组成部分,确保了磁体的稳定与安全运行.绝缘材料需要在强磁场和极低温... 超导磁体因其体积小、重量轻、磁场稳定和强度高等优点,在医疗、交通运输、工业生产及大型科学工程等领域中发挥了重要作用.在大型高场超导磁体中,绝缘系统作为关键组成部分,确保了磁体的稳定与安全运行.绝缘材料需要在强磁场和极低温等恶劣环境下工作,因此必须满足低温高强度、高韧性、电绝缘性及与导体热膨胀系数匹配等多项要求.环氧树脂因其优异的电绝缘性、耐腐蚀性以及易加工等,被广泛应用于低温超导磁体的绝缘系统,主要用于固定超导线圈、提供机械支撑和绝缘,因而对超导磁体的安全稳定运行至关重要.然而,环氧树脂在超导磁体运行中面临强磁场等极端环境时,往往表现出强度不足、韧性差和热导率低等缺点.因此,研发适合超导磁体特殊工作环境的高性能环氧树脂基复合材料显得尤为重要.主要探讨在低温环境下对环氧树脂及其复合材料的物理性能与测试方法,重点关注导热性能、电老化性能和力学性能3个方面,并总结当前研究的不足,为进一步研究环氧树脂及其复合材料在低温下的行为及相关测试技术提供新的参考. 展开更多
关键词 低温物性 复合材料 环氧树脂 测试技术
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陶瓷基复合材料连接和修复技术研究进展与发展趋势
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作者 刘永胜 刘明扬 +5 位作者 周喆 王羽熙 李旭勤 王雪 刘斌 张毅 《航空制造技术》 北大核心 2025年第19期24-40,共17页
陶瓷基复合材料是国际公认的新一代热结构材料,已建立完善材料牌号标准,并形成了系统化的积木式设计方法,在航空航天领域多个热端部件中实现了广泛应用和验证。随陶瓷基复合材料由实验室研制阶段进入工程化应用和批量化生产阶段,连接和... 陶瓷基复合材料是国际公认的新一代热结构材料,已建立完善材料牌号标准,并形成了系统化的积木式设计方法,在航空航天领域多个热端部件中实现了广泛应用和验证。随陶瓷基复合材料由实验室研制阶段进入工程化应用和批量化生产阶段,连接和修复技术成为推动该复材批量化应用的关键技术。鉴于连接和修复技术之间的关联性,本文对陶瓷基复合材料连接和修复技术的研究进展和发展趋势进行了系统总结。针对连接技术需要解决的化学相容性与物理匹配性问题,综述了活性钎焊连接、金属扩散连接、纳米渗透与瞬态共晶连接、反应渗硅焊接和胶粘剂连接的研究进展。针对陶瓷基复合材料表面损伤快速高效修复需求,梳理了自修复技术、化学气相沉积、浆料涂刷法和激光熔覆技术的应用进展。最后,展望了陶瓷基复合材料连接修复一体化设计的发展趋势。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 连接 表面修复 制备工艺 自愈合
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表面接枝KH550的石墨烯改性聚二甲基硅氧烷热力学性能的分子动力学模拟
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作者 李亚莎 田泽 +3 位作者 王璐敏 庞梦昊 曾跃凯 赵光辉 《材料导报》 北大核心 2025年第2期257-262,共6页
为分析表面接枝有硅烷偶联剂KH550的石墨烯对聚二甲基硅氧烷(PDMS)性能的影响,本工作采用分子动力学的方法对纯PDMS、未接枝KH550的石墨烯改性PDMS,以及表面接枝KH550的石墨烯(接枝密度分别为6%和12%)改性PDMS进行建模,从微观角度对比... 为分析表面接枝有硅烷偶联剂KH550的石墨烯对聚二甲基硅氧烷(PDMS)性能的影响,本工作采用分子动力学的方法对纯PDMS、未接枝KH550的石墨烯改性PDMS,以及表面接枝KH550的石墨烯(接枝密度分别为6%和12%)改性PDMS进行建模,从微观角度对比分析改性后PDMS热力学性能的提升。模拟结果表明,在PDMS中掺杂石墨烯或在石墨烯表面接枝KH550后再与PDMS混合,均能改善PDMS热导率、玻璃化转变温度、自由体积、均方位移及水分子的扩散系数和结合能等热力学性能。在含水模型中,接枝密度为6%和12%的表面接枝KH550石墨烯改性PDMS相较于纯PDMS 250 K热导率分别提高25.6%和21.6%,玻璃化转变温度分别提高70 K和77 K。对比接枝KH550的石墨烯改性PDMS的含水与不含水的模型可知,水分子能够提高均方位移,降低玻璃化转变温度和减小自由体积,同时水分子扩散系数及结合能随温度与接枝密度的不同而有所差异。本研究的结果可为减少冰闪电压对电力系统影响的实验研究提供参考,同时对研发输电线路融冰、疏水性材料提供理论支撑。 展开更多
关键词 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 硅烷偶联剂 KH550 热导率 扩散系数 分子动力学模拟
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环氧基热防护涂层的耐湿热性能研究
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作者 李晓升 党文伟 杨振兴 《电镀与涂饰》 北大核心 2025年第3期145-149,共5页
[目的]研究湿热环境对热防护涂层性能的影响。[方法]采用环氧树脂作为基体树脂复配不同功能填料,制备了5种热防护涂层,根据湿热试验前后涂层的吸水率、剪切强度、附着力及外观,分析了涂层发生起泡故障的机理。[结果]热防护涂层中含有可... [目的]研究湿热环境对热防护涂层性能的影响。[方法]采用环氧树脂作为基体树脂复配不同功能填料,制备了5种热防护涂层,根据湿热试验前后涂层的吸水率、剪切强度、附着力及外观,分析了涂层发生起泡故障的机理。[结果]热防护涂层中含有可溶性盐类填料在湿热环境下吸水,令涂层内部与表面形成渗透压,为环境中的水分子持续进入涂层内部提供了动力。涂层中可溶性盐类填料含量越高,湿热环境下吸水起泡故障越明显。[结论]采用改性环氧树脂作为基体树脂,并降低可溶性盐类填料的含量,可有效提高涂层的耐湿热能力。 展开更多
关键词 环氧基涂层 热防护 可溶性盐 耐湿热性能 起泡 故障分析
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防热结构仿形铺贴接触应力仿真和缺陷研究
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作者 王显峰 罗兴宇 +2 位作者 聂海平 瞿世雅 苗秋玉 《航空制造技术》 北大核心 2025年第10期14-22,共9页
面对称升力体复合材料防热结构具有正负曲率交变、大曲率突变区等复杂结构特点,难以实现自动化成型。本文创新性地提出复合材料防热结构自动仿形铺贴技术,采用自主研制的自动仿形铺贴头开展成型试验,并结合铺贴曲面可展性,分析铺贴成型... 面对称升力体复合材料防热结构具有正负曲率交变、大曲率突变区等复杂结构特点,难以实现自动化成型。本文创新性地提出复合材料防热结构自动仿形铺贴技术,采用自主研制的自动仿形铺贴头开展成型试验,并结合铺贴曲面可展性,分析铺贴成型过程中需要施压的节点位置。建立了自动仿形铺贴成型的有限元模型,分析曲率变化位置处真空吸盘与模具间的接触区域和接触应力。开展铺贴成型试验,对铺贴成型质量进行分析,并优化真空吸盘阵列方案以提高铺贴成型质量。结果表明,采用自主研制的自动仿形铺贴装置及优化后的真空吸盘组合方案,铺贴成型样件中的吸盘两侧压痕、真空孔隙、桥接等缺陷显著减少,接近理想铺贴状态。 展开更多
关键词 复合材料 防热结构 自动仿形铺贴 应力分析 成型缺陷
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玄武岩-玻璃纤维/SiO_(2)气凝胶复合材料耐高温及抗火性能研究 被引量:3
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作者 杜高明 康大伟 +6 位作者 贾帅德 张宁 梅碧舟 张刚强 孟庆坤 戚继球 张长江 《材料科学与工艺》 北大核心 2025年第1期22-30,共9页
为提高钢结构桥梁抵抗火灾风险的能力,桥梁抗火隔热材料的开发受到重视。针对目前专用桥梁抗火材料的不足,本文以玄武岩-玻璃纤维复合材料为基体,以正硅酸乙酯作为硅源,采用溶胶凝胶和超临界干燥法制备SiO_(2)气凝胶复合材料(BF-GF/AC)... 为提高钢结构桥梁抵抗火灾风险的能力,桥梁抗火隔热材料的开发受到重视。针对目前专用桥梁抗火材料的不足,本文以玄武岩-玻璃纤维复合材料为基体,以正硅酸乙酯作为硅源,采用溶胶凝胶和超临界干燥法制备SiO_(2)气凝胶复合材料(BF-GF/AC),系统研究复合材料在高温和燃烧测试前后的宏观尺寸、微观形貌、相组成、力学性能及热导率的变化。结果表明:相对于单纯玻璃纤维/气凝胶复合材料,玄武岩纤维使BF-GF/AC的尺寸和微观结构的稳定性都明显提升;BF-GF/AC纤维和气凝胶可以实现协同隔热效果,在1000℃处理后气凝胶仍然保持非晶态;随热处理温度的升高,气凝胶复合材料的力学性能下降而热导率升高,BF-GF/AC在900℃热处理后抗拉强度和热导率分别0.431 MPa和0.026 W/(m·K);烃类火中,由10 mm厚BF-GF/AC组成的防火层结构完整,缆索模型表面低于300℃时间达到100.4 min。开发的气凝胶复合材料在高温和真火中具有良好的结构稳定性、较低的热导率和一定的力学性能,可以满足桥梁防火设防标准。 展开更多
关键词 桥梁防火 气凝胶复合材料 玄武岩纤维 热导率 燃烧实验
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可重复使用刚性陶瓷隔热瓦辐射式热防护涂层研究进展 被引量:3
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作者 郭琳琳 苗成朋 +5 位作者 张金君 李江涛 陶鑫 王明超 杜海燕 刘家臣 《材料工程》 北大核心 2025年第6期105-116,共12页
刚性陶瓷纤维隔热瓦基体辐射式热防护涂层是航天飞行器大面积使用的热防护系统,提高其辐射率、抗冲击、抗热震等可重复使用性能一直是研究重点。本文综述了多元化性能优化背景下刚性陶瓷纤维隔热瓦基体辐射式热防护涂层结构设计和材料... 刚性陶瓷纤维隔热瓦基体辐射式热防护涂层是航天飞行器大面积使用的热防护系统,提高其辐射率、抗冲击、抗热震等可重复使用性能一直是研究重点。本文综述了多元化性能优化背景下刚性陶瓷纤维隔热瓦基体辐射式热防护涂层结构设计和材料改进的研究进展,分析了辐射式热防护涂层的结构设计途径和组成调整思路,涂层从单层致密结构发展到多层梯度结构以及多层鳞片结构,并总结了不同结构辐射式热防护涂层的优势和存在问题。最后指出多层梯度结构涂层由于综合了致密结构和多孔梯度结构的综合优势且具有可调节性仍是当前研究的主流,未来辐射式热防护涂层应进一步优化防/隔热一体化设计,并开展结构、组成对服役仿真环境下的性能影响研究。 展开更多
关键词 辐射式热防护涂层 刚性陶瓷隔热瓦 可重复使用 多层梯度结构
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热压烧结TiC陶瓷的高温氧化行为 被引量:1
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作者 谢冯旻煜 尹健 +3 位作者 熊翔 汪帅 汤磊 张红波 《材料工程》 北大核心 2025年第3期143-152,共10页
TiC陶瓷的长期抗氧化性是其航天航空领域应用的关键参数,必须在高温和各种气流环境下进行细致的评估。采用热压烧结法制备TiC单相陶瓷,通过热重-差示扫描热分析仪(TG-DSC)分析TiC陶瓷室温至1500℃的非等温氧化性能。通过管式氧化炉分析... TiC陶瓷的长期抗氧化性是其航天航空领域应用的关键参数,必须在高温和各种气流环境下进行细致的评估。采用热压烧结法制备TiC单相陶瓷,通过热重-差示扫描热分析仪(TG-DSC)分析TiC陶瓷室温至1500℃的非等温氧化性能。通过管式氧化炉分析TiC陶瓷在不同环境(温度:1000,1200,1500℃,气氛:静态空气,单向空气流,低氧分压气流)下的等温氧化性能,采用单位面积质量变化表征其氧化速率。结果表明:TiC陶瓷在1200~1500℃时的扩散活化能约为378.78 kJ/mol,反应活化能约为17.82 kJ/mol。TiC陶瓷氧化后,具有TiO_(2)氧化层、TiC_(x)O_(y)中间层和TiC基体3层结构。氧化动力学结果表明:TiC陶瓷在1200℃时氧化速率由反应速率控制,在1500℃时由氧的扩散控制,而在1000℃时初始阶段(前100 min)为扩散控制,之后则为反应控制。在低氧分压的气流环境下,TiC陶瓷高温氧化的反应速率和扩散速率均受到抑制,可以形成较为致密的TiO_(2)氧化层。 展开更多
关键词 TiC陶瓷 热压烧结 非等温氧化 等温氧化 低氧分压
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间隔层纤维纸微观结构及热物理性质研究 被引量:2
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作者 马晓勇 陈叔平 +3 位作者 张亚娟 于洋 于海峰 王波 《中国造纸》 北大核心 2025年第3期60-69,共10页
纤维纸因其材料轻质、厚度较小及低导热系数等优点,适用作多层绝热间隔层。本研究采用扫描电子显微镜、压汞法和瞬态平面热源法,探究了玻璃纤维纸、植物纤维纸和化学纤维纸的微观结构及热物理性能。结果表明,玻璃纤维和化学纤维表面光滑... 纤维纸因其材料轻质、厚度较小及低导热系数等优点,适用作多层绝热间隔层。本研究采用扫描电子显微镜、压汞法和瞬态平面热源法,探究了玻璃纤维纸、植物纤维纸和化学纤维纸的微观结构及热物理性能。结果表明,玻璃纤维和化学纤维表面光滑,横截面呈圆形状;植物纤维具有天然纹理,横截面为扁平状。各纤维纸的纤维直径存在显著差异,且玻璃纤维纸的纤维直径最小。3种纤维纸中,化学纤维纸的孔隙率最小(83.62%),植物纤维纸则拥有最大的总孔隙体积(7.174×10^(-3)m^(3)/kg),而玻璃纤维纸具有最大的总孔隙面积(3 889 m^(2)/kg)。在热物理性质方面,玻璃纤维纸的水平、垂向导热系数及比热容均最低,但热扩散系数则显著高于植物纤维纸和化学纤维纸。 展开更多
关键词 多层绝热 间隔层纤维纸 压汞法 瞬态平面热源法
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高硅氧纤维增强SiO_(2)气凝胶复合材料耐高温与抗火性能
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作者 康大伟 倪雅 +5 位作者 张宁 隋艳伟 委福祥 戚继球 张太科 孟庆坤 《材料工程》 北大核心 2025年第10期173-181,共9页
针对桥梁火灾防护需求,利用溶胶-凝胶和超临界干燥的方式制备出高硅氧纤维/SiO_(2)气凝胶复合材料,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、电子万能试验机、导热系数分析仪等研究复合材料在高温处理后微观结构、力学和... 针对桥梁火灾防护需求,利用溶胶-凝胶和超临界干燥的方式制备出高硅氧纤维/SiO_(2)气凝胶复合材料,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、电子万能试验机、导热系数分析仪等研究复合材料在高温处理后微观结构、力学和隔热性能变化,探索复合材料在烃类火中的抗火能力。结果表明,制备态的复合材料高硅氧纤维和SiO_(2)气凝胶结合良好,纤维间空隙被气凝胶均匀填充。800~1000℃处理2 h后,纤维表面变得粗糙,气凝胶出现破碎,部分纤维裸露出来。SiO_(2)气凝胶在高温处理后,孔径尺寸增加,比表面积下降,且出现晶化现象。高温处理导致力学和隔热性能下降,初始态和1000℃处理态的断裂力和导热系数分别为130.2 N和0.0163 W/(m·K),50.2 N和0.0311 W/(m·K)。在1100℃烃类火中,采用10 mm厚的气凝胶复合材料保护缆索模型可以在78 min内保持温度低于300℃。此研究成果对于新型桥梁抗火材料的开发和评价具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 SiO_(2)气凝胶 高硅氧纤维 耐高温性能 微观结构 隔热性能 力学性能
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激光熔覆钨合金涂层组织及摩擦磨损性能研究
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作者 刘金果 黄灿 +6 位作者 南阳 周杰 王景民 赵莹莹 邓浪 涂坚 周志明 《应用激光》 北大核心 2025年第5期58-68,共11页
采用预置粉末激光熔覆技术在H13钢表面制备单层W合金涂层。通过对比不同激光功率参数下的涂层成型质量,确定最优工艺参数,并成功制备了涂层。利用EDS和XRD等测试方法,分析确定涂层的微区成分分布及物相组成,进而推断了其微观组织演变过... 采用预置粉末激光熔覆技术在H13钢表面制备单层W合金涂层。通过对比不同激光功率参数下的涂层成型质量,确定最优工艺参数,并成功制备了涂层。利用EDS和XRD等测试方法,分析确定涂层的微区成分分布及物相组成,进而推断了其微观组织演变过程;通过硬度测试和摩擦磨损试验评估了涂层的耐磨性能。研究结果表明:在激光功率320 W、扫描速度300 mm/min的参数下,涂层成型质量最佳,且少量ZrC颗粒可调控组织凝固并抑制裂纹生成;Cr和Co元素分布均匀,Mo和Ni含量较少,涂层组织主要由不规则白色W、灰色Laves相(Fe_(2)W)和黑色γ-Fe组成,此外还含有少量细小Co_(3)Fe_(7)颗粒;涂层的硬度(1100~1300 HV)显著高于基材(420 HV),磨损率仅为基体的50%。磨痕分析表明,涂层的磨损机理以磨粒磨损和黏着磨损为主,并验证ZrC颗粒能够有效提升涂层的成型质量、硬度及摩擦磨损性能。 展开更多
关键词 激光熔覆 微观组织 碳化锆 摩擦学性能
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酸碱催化SiO_(2)协同制备超疏水涂层及其性能研究
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作者 马凯洋 尹宏 +6 位作者 于林飞 郑佳惠 周晨亮 赫文秀 于戈文 张强 刘全生 《内蒙古科技大学学报》 2025年第4期313-318,共6页
采用简单的浸渍技术,结合溶胶-凝胶法,通过调节加入纳米SiO_(2)的含量与粒径得到水接触角为157.7°,滚动角为2°的半透明超疏水涂层。该工艺简单易行,成本低廉,适合大规模生产。所制备的超疏水滤纸具有分离各种油类的能力,并且... 采用简单的浸渍技术,结合溶胶-凝胶法,通过调节加入纳米SiO_(2)的含量与粒径得到水接触角为157.7°,滚动角为2°的半透明超疏水涂层。该工艺简单易行,成本低廉,适合大规模生产。所制备的超疏水滤纸具有分离各种油类的能力,并且具有普适性,在经过10次油水分离后,效率仍高达98.2%。此外,涂层还具有超强的机械耐久性,可经受11次砂纸磨损。在室外暴晒7 W,紫外线照射10 d和酸碱测试后,水接触角保持在150°以上。所制备的涂层具有优异的防污和自清洁性能。 展开更多
关键词 超疏水涂层 油水分离 透明 自清洁
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