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【6h】

C/C-SiC飞机刹车材料用硼硅酸盐玻璃涂层的制备与防氧化性能

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目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1航空刹车副简介

1.2 C/C-SIC飞机刹车材料简介

1.2.1相组成

1.2.2显微结构

1.3 C/C-Sic飞机刹车材料的氧化问题

1.4炭材料的防氧化

1.4.1炭材料的氧化机理

1.4.2 C/C材料的防氧化途径

1.4.3几种典型的防氧化涂层

1.4.4带涂层试样的氧化模型

1.5涂层的制备方法

1.6涂层防氧化的要求

1.7涂层的设计

1.7.1涂层成分设计

1.7.2涂层的结构设计

1.7.3涂层的工艺设计

1.8本研究的任务

第二章C/C-SIC飞机刹车材料的氧化行为

2.1实验过程

2.2结果讨论与分析

2.2.1氧化动力学和氧化机理分析

2.2.2氧化过程观察

2.3本章小结

第三章硼硅酸盐玻璃涂层的制备

3.1引言

3.2实验用材料及设备

3.2.1实验用材料

3.2.2实验设备

3.3溶胶法

3.3.1溶胶法制备涂层原理

3.3.2涂层制备工艺

3.4溶液法

3.4.1涂层制备原理

3.4.2涂层制备工艺

3.5涂层的考核

3.5.1无海水条件下的防氧化性能

3.5.2海水条件下的防氧化性能

3.5.3涂层的抗热震性能

第四章溶胶法制备硼硅玻璃涂层的结构与性能

4.1引言

4.2溶胶组成和结构

4.3涂层材料的无机化过程及组成分析

4.4涂层的显微结构

4.5环境湿度对涂层结构的影响

4.6涂层考核结果与分析

4.6.1涂层在无海水条件下的防氧化性能

4.6.2涂层在海水侵蚀后的防氧化性能

4.6.3涂层的抗热震性能

4.7本章小结

第五章溶液法制备硼硅玻璃涂层的结构与性能

5.1涂层的显微结构

5.2结果讨论及分析

5.2.1烧结温度对抗氧化性能的影响

5.2.2厚度对涂层抗氧化性能的影响

5.2.3涂层在无海水条件下的防氧化性能

5.3.4涂层在海水侵蚀后的防氧化性能

5.3.5涂层的抗热震性能

5.4本章小结

第六章复合硼硅玻璃涂层的制备与性能

6.1引言

6.2实验过程

6.3结果讨论与分析

6.3.1静态氧化实验结果及氧化动力学分析

6.3.2抗热震性能实验结果及分析

6.3.3模拟海水环境下氧化实验结果讨论及分析

6.4本章小结

第七章结论

参考文献

硕士期间发表论文

致谢

西北工业大学业学位论文知识产权声明书及西北工业大学学位论文原创性声明

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摘要

C/C-SiC飞机刹车材料具有摩擦系数高而且稳定、湿态摩擦系数衰减小、抗磨损能力强的优点,能大幅度提高刹车效率及刹车盘的使用寿命,成为极具竞争力的新一代飞机刹车材料。由于飞机刹车副是在反复热冲击的条件下工作,氧化会使刹车材料中碳相氧化,这一氧化会造成刹车副摩擦磨损性能和热物理性能衰减,严重影响刹车副的刹车性能,尤其会大幅度降低C/C-SiC飞机刹车材料的强度,发生灾难性事故。由于磷酸盐系涂层抗水性很差。因此,研究抗水性能好的防氧化涂层是C/C-SiC飞机刹车材料应用的关键。 本文通过优化涂层组成、涂层结构和制备工艺,获得了性能良好的防氧化涂层;分析了C/C-SiC裸样和带涂层试样的氧化动力学行为和氧化机制;探讨了带涂层材料的作用机理及失效机制。主要研究内容与结果如下。 1.研究了C/C-SiC飞机刹车材料在500~900℃的氧化行为。结果表明,C/C-SiC飞机刹车材料的氧化敏感温度为700℃。在700℃静态空气中,氧化1h失重率约为6.1﹪,氧化10h失重率达40﹪。700℃以下氧化失重率较小,且随温度的升高迅速增大;700℃以上氧化失重较大,且随温度的升高缓慢增大。 2.研究了溶胶法制备硼硅玻璃涂层的结构和性能。结果表明,采用溶胶法制备的硼硅玻璃涂层均匀、完整、致密、组成均一稳定。在静态空气中,无海水条件先具有较好的防氧化性能,800℃氧化10h失重率约为11﹪;在有海水条件下防氧化效果明显下降,800℃氧化10h失重率约为25﹪。该涂层的抗热震效果较好,在空气中800℃×3min←→室温x2min,循环50次,失重率约为2.44﹪。 3.研究了溶液法制备硼硅玻璃涂层的结构和性能。结果表明,采用溶液法制备的硼硅玻璃涂层均匀、完整、致密。在静态空气中,无海水条件下具有良好的防氧化性能,800℃氧化10h失重率约为17﹪;有海水条件下防氧化效果较差,800℃氧化10h失重率约为35﹪。该涂层的抗热震性能良好,空气中800℃×3min←→室温x2min,循环50次,失重率约为5.5﹪。 4.研究了复合硼硅玻璃涂层的制备和性能。结果表明,采用溶液法结合溶胶法制备的硼硅玻璃涂层具有优异的防氧化性能,满足C/C-SiC飞机刹车材料的使用要求,尤其是在海水作用条件下。在800℃,无海水条件下静态空气中氧化1Oh,失重率约为0.45﹪,有海水条件下,失重率约为2.36﹪;在静态空气中,800℃×3min←→室温x2min,共循环50次,失重率约为1.1﹪。

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