| cyqdesign |
2017-08-22 17:25 |
新型可耐3000℃燒蝕陶瓷涂層及復合材料誕生
“護航”高超聲速飛行器關鍵部件，有了可靠新材料。21日，記者從中南大學粉末冶金研究院獲悉，該校粉末冶金國家重點實驗室中國工程院院士黃伯云團隊，開發(fā)出了一種新型可耐3000℃燒蝕的陶瓷涂層及復合材料，具有優(yōu)越的抗燒蝕性和抗熱震性，被學界評為極具應用前景的材料體系，引發(fā)國際廣泛關注。該成果，發(fā)表于6月15日的《自然·通訊》上。 u v/\1N;V3
d/Q#Z
高超聲速飛行器，其飛行速度等于或大于5倍聲速，意味著每小時最低可飛行6120公里�！耙源怂俣龋s2小時便可從北京飛到倫敦�！眻F隊熊翔教授說。不過，如此高速飛行，需確保飛行器關鍵結構部件，如飛機鼻錐、翼前緣等，可承受劇烈的空氣摩擦，及高達2000-3000℃的熱氣流沖擊而不被破壞�！拔覀冃潞铣傻某邷靥沾赏繉蛹捌鋸秃喜牧�，能為這些部件提供較好保護�！� qS/}aDk&
T:@6(_Z
熊翔稱，該新型陶瓷涂層改性炭/炭復合材料，由鋯、鈦、碳、硼元素組成的四元含硼單相碳化物構成，具穩(wěn)定的碳化物晶體結構。其主要通過熔滲工藝，將多元陶瓷相引入多孔炭/炭復合材料中獲得。該超高溫陶瓷兼具了碳化物的高溫適應性，和硼化物的抗氧化特性，使這種涂層和復合材料表現出了優(yōu)越的抗燒蝕性和抗熱震性。除經受住3000℃超高溫考驗，該陶瓷氧化物所具備的低氧擴散速率、高溫自愈合能力、陶瓷涂層致密和梯度結構，也使該陶瓷表現出了相對其他陶瓷體系更低的材料燒蝕損失率。 @c]KHWI
; um)JCXz
據悉，這也是世界上首次合成這種四元含硼碳化物單相超高溫陶瓷材料，并制成涂層，與炭-炭材料完美“融合”。而現行新材料領域，主流為二元化合物體系混合材料的研究。因此，它的研制成功，將大大促進四元體系材料在高超聲速領域中的應用研究。 @Z
==B%`
F(ydqgH~a
中南大學副校長周科朝介紹，耐燒蝕陶瓷涂層及其改性炭/炭復合材料的研制歷史，至今已經歷15年。在國家863、973和國家自然科學基金的支持下，中南大學熊翔團隊，從炭/炭復合材料中高溫（＜1600℃）抗氧化涂層入手，試圖尋找具優(yōu)異抗氧化性能和耐燒蝕性能的新型超高溫陶瓷涂層材料。截至目前，篩選出了碳化硅、碳化鉭、碳化鈦、碳化鋯、硼化鋯、碳化鉿等數十種體系，及上百種成份含量的高溫材料，幾乎囊括現存超高溫陶瓷和高溫復合材料。此次，團隊應用“材料基因工程”技術，快速遴選出合適的陶瓷超高溫材料，加快了研發(fā)周期，最終實現了3000℃超高溫環(huán)境下新型耐燒蝕陶瓷涂層開發(fā)的突破。
|
|