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含铌高温材料的研究进展

含铌高温材料的研究进展
含铌高温材料的研究进展

功能陶瓷材料研究进展综述

功能陶瓷材料的应用 研究 姓名:刘军堂___________ 学号: 23122837________ 班级: 机械1201_________ 任课老师:张志坚__________

功能陶瓷材料的应用研究 1.选择一个课题进行相关检索,要求对课题作简要分析,并在分析的基础上确定检索词,准确描述检索过程。(10分)(可选择其他课程中以论文方式考核的科目,如无此类题目,可自选或用备选题目) 功能陶瓷 功能陶瓷材料是具有特殊优越性能的新型材料,各国在基础与应用研究以及工程化方面,均给予了特殊重视,特别是在信息、国防、现代交通与能源产业中均将其置于重要地位。根据功能陶瓷材料的应用前景,本文介绍了功能陶瓷新材料的性能、应用范围,市场的开发应用现状和开发应用新领域,以及正在研发的高性能陶瓷材料;同时介绍了功能陶瓷材料今后的发展趋势。 关键词:功能陶瓷材料;应用现状;趋势 检索过程 第一步:进入“中国知网”主页,网址是“https://www.doczj.com/doc/0214685440.html, 第三步:登录成功后会进入操作界面, 第四步:选择要检索的文献数据库。在操作界面上,中国知网将其文献分成了不同的库,我们根据自己的文献范围属性进行选择。 第五步:检索参数设置。在操作界面的上部,有搜索参数设置对话框。最好逐一填写。(1)检索项,系统对文献进行了检索编码,每一个文献都有一一对应的编码,一个编码就是一种检索项。点击检索项框右边的向下箭头,就能弹出所有检索项,选中一个就好。(2)检索词,填入要求系统搜索的内容。没有明确严格要求,不一定是词语。但是需要考虑到它应当与你选中的检索项相一致。如检索项用了“关键词”,就不能用一个长句等作检索词了。(3)文献时间选择,根据文献可能出现的年代,点击对话框右边的小三角就可以选了。需要说明的是,中国知网建立时间是1994年,所以1994年及其后的数据才是最全的。现在他们在逐渐补充1994年以前的文献数据,但是,全面性可能要差些。(4)排序,提示系统将找到的文献按什么顺序呈现。(5)匹配,即要求系统按自己的检索要求进行哪种精确程度的检索。如果你确定你的文献参数,那么选择“精确”,如果不确定,就选择“模糊”。 第六步:点击“搜索”就完成了第一阶段的操作了。然后就进入检索结果呈现的界面:中国知网2.rar(点击打开查看),中国知网的结果呈现表中,对文献的基本信息:文献题目、文献的载体、发表时间及在中国知网中的收藏库名进行了说明。

超高温陶瓷及其应用资料

超高温陶瓷及其应用

超高温陶瓷及其应用讲座小结 超高温陶瓷(UHTCs: Ultra High Temperature Ceramic? 是指能在1800°C 以上温度下使用的陶瓷材料。这类陶瓷材料有望用于航天火箭的发动机部件,太空往返飞行器和高超音速运载工具的防热系统,先进核能系统用抗辐照结构材料和惰性基体材料,以及金属高温熔炼和连铸用的电极、坩埚和相关部件等。目前,针对超高温陶瓷的主要研究内容包括:微结构调控与强韧化、抗氧化-耐烧蚀-抗热震性能的提升、抗辐照性能的改善等。 超高温陶瓷材料最早的研究从I960'年代开始。当时在美国空军的支持下,Manlab开始了超高温陶瓷材料的研究,研究对象主要是ZrB2和HfB2及其 复合材料。研发的80vol%HfB 2 -20vol%SiC复合材料能基本满足高温氧化环境下持续使用的需要,但采用的热压工艺对部件制备有很大的限制。到1990' s NASA Ames实验室也开始了相关研究。与此同时,美国空军从1960'年代开 始进行尖锐前缘飞行器及其热防护系统的分析和设计,经过三十多年的研究,取得了很大进展。Ames实验室及其合作伙伴开展了系统热分析、材料研发和电弧加热器测试等一系列研究工作,并于1990'年代进行了两次飞行实验 (SHARP-B1、SHARP-B2)。其中,SHARP-B2的尖锐翼前缘根据热环境的不同分为三部分,分别采用的是ZrB2 /SiC/C、ZrB2/SiC和HfB2/SiC材料,展示了基于二硼化铪和二硼化锆为主体的一类超高温陶瓷材料作为大气层中高超声速飞行器热防护系统材料的应用前景。2003年2月1日,美国航天飞机发生了哥伦比亚”号的爆炸惨剧,为了保障未来的航天飞机具有更可靠的飞行安全性,美国航天宇航局(NASA )在哥伦比亚”号失事后迅速启动了相关的研究计划,其中就包括研究新一代超高温陶瓷,用于航天飞机的阻热材料。研究计划目的在于开发出熔点高于3000C的超高温陶瓷材料,主要是ZrB2、HfB2以及它们的复合材料,作为航天飞机的新型阻热材料。 从材料种类来看,超高温陶瓷主要包括高熔点硼化物和碳化物。其中 HfB2、ZrB2、HfC、ZrC、TaC等硼化物、碳化物超高温陶瓷熔点都超过 3000C,无相变,具有优良的热化学稳定性和优异的物理性能,包括高弹性模量、高硬度、低饱和蒸汽压、高热导率和电导率、适中的热膨胀率和良好抗热震性能

红外透波材料的研究发展

红外透波材料的研究发展 摘要:红外透波材料是指对红外线透过率高的材料,是红外技术的应用基础之一。本文介绍了几类常用红外透过材料的基本性质,简述了其制备技术及发展现状,并讨论了各自存在问题,并对红外透波材料未来发展进行了展望。 关键词:红外透波材料;玻璃;晶体;陶瓷;制备技术 1引言 目前,红外技术与激光技术并驾齐驱,在军事上占有举足轻重的地位。红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等在现代和未来战争中都是很重要的战术和战略手段。在二十世纪70年代以后,军事红外技术又逐步向民用部门转化。标志红外技术最新成就的红外热成像技术,与雷达、电视一起构成当代三大传感系统,尤其是焦平面列阵技术的采用,将使发展成可与眼睛相媲美的凝视系统。而红外透波材料是红外热成像系统的光学元件的重要材料。红外透波材料不但要求具有高性能、小体积,还要造价低。高性能主要包括:结构完整、组分均匀以免发生散射,在测量波段内具有高红外透射率;热稳定性好,透射比和折射率不应随温度变化而变化;载流子寿命长,不宜潮解,耐酸碱腐蚀性好;力学性能优良,可以承受高运动的速压载荷等。 2 红外透波材料的特征值 透过率 一般透过率要求在50%以上,同时要求透过率的频率范围要宽。红外透波材料的透射短波限,对于纯晶体,决定于其电子从价带跃迁到导带的吸收,即其禁带宽度。透射长波限决定于声子吸收,和晶格结构及平均原子量有关。 折射率和色散 不同材料用途不同,对折射率的要求也不相同。对于窗口和整流罩的材料要求折射率低,以减少反射损失。对于透镜、棱镜、红外光学系统要求尽量高的折射率。 发射率 对红外透波材料的发射率要求尽量低,以免增加红外系统的目标特征,特别是军用系统易暴露。 其他 和选择其他光学材料一样,都要注意其力学、化学、物理性质,要求温度稳定性好,对水、气稳定,力学性质主要有弹性模量、扭转刚度、泊松比、拉伸强度和硬度。物理性质包括熔点、热导率、膨胀系数及可成型性。此外要强调的物性是材料的热导率要高,特别是用于高速飞行器的时候。 3 红外透波材料的种类 玻璃 玻璃的光学均匀性好,易于加工成型,价格便宜。缺点是透过波长较短,使用温度低于500℃。目前研究的红外透波玻璃材料主要有:氧化物红外玻璃、硫系玻璃和氟化物玻璃。

电厂锅炉水冷壁防护涂层的抗高温腐蚀性能研究

第40卷第3期2009年5月 锅 炉 技 术 BOIL ER T ECH NO L OGY Vol.40,No.3M ay.,2009 收稿日期:2006 10 26作者简介:霍平(1968 ),女,副教授,主要从事机械可靠性与表面工程研究。 文章编号: CN31 1508(2009)03 0058 04 电厂锅炉水冷壁防护涂层的抗高温腐蚀性能研究 霍 平1,王建平2,李 嘉2 (1.河北理工大学机械工程学院,河北唐山063009; 2.中国北方发动机研究所动力中心,河北廊坊065000)关键词: 锅炉;涂层;高温腐蚀;孔隙率 摘 要: 根据火电厂锅炉的运行工况,采用高温涂盐试验对高速电弧喷涂技术制备的F eCr A l 涂层和高镍铬合金涂层进行耐高温腐蚀性能试验,并通过金相显微镜、扫描电镜、X 射线衍射、能谱分析等手段对涂层在熔盐环境下腐蚀前、后的性能和腐蚀机理进行研究。结果表明,FeCrA l 和高镍铬合金涂层均具有良好的抗高温腐蚀性能,非常适合于做火电厂锅炉水冷壁防护涂层。中图分类号: T G 405 文献标识码: B 0 前言 我国的火力发电通常以煤作为主要燃料,但由于低品质的动力用煤中硫含量过高,造成火电厂锅炉 四管 受热面产生高温腐蚀、磨损,甚至锅炉管爆漏事故,导致火电厂被迫停机。如此不仅影响电厂的生产安全,还可能造成巨大的经济损失。目前水冷壁热腐蚀爆管在我国比较普遍[1] ,国外在上世纪七十年代就已开始将热喷涂技术应用于锅炉管道防腐,到九十年代,其技术已趋成熟且应用较为广泛[2-3]。国内[4]近几年也有不少人从事了这方面的研究应用,并取得了一定成果。本文对经高速电弧喷涂的FeCrA l 涂层抗高温熔盐腐蚀性能及腐蚀机理进行了试验研究,并与国产高镍铬合金涂层的抗高温熔盐腐蚀性能进行了比较,经试验研究表明,FeCrAl 和高镍铬合金涂层均具有良好的抗高温腐蚀性能,非常适合于做火电厂锅炉水冷壁防护涂层。 1 实验方法 采用高速电弧喷涂技术制备涂层,喷涂设备为DZ ARC 400型H ig h Jet 电弧喷涂系统。所有试样在喷涂前需经喷砂处理,选用棕刚玉22号,喷砂角度90!。基体为20钢,分别制备高镍铬合金(N iCr)涂层和FeCrA l 涂层。选用Philips XL30型扫描电子显微镜(SEM )观察涂层横截面显微组织形貌;Ox for d Energy 4.0型能谱仪 (EDS )分析涂层横截面化学成分;Olympus PM G3金相显微镜和图像分析仪测量涂层的孔隙率。按照GB3365-82采用带网格的镜头拍照涂层视场的金相照片,通过计算气孔所占格数得到孔隙所占面积的比例。 在NiCr 涂层和FeCrAl 涂层的高温涂盐腐蚀试验中,试样基体尺寸为50?50?3m m,工作涂层厚度为0.35~0.40m m,粘结底层NiAl 层的厚度约0.5m m 。20钢作为对比材料,其试样尺寸与喷涂试样基体尺寸一致。将重量比为8#5的Na 2SO 4+K 2SO 4饱和盐水刷涂于试样涂层表面,刷涂盐膜量达5~8m g/cm 2 ,盐层的组成是依据国内二十几家电厂煤粉成分分析,取其中K 2O 和Na 2O 平均值的摩尔比确定的,与锅炉管道工作环境所沉积盐相类似。试验所用的加热炉为箱式电炉。试验温度650?%5?。通常情况下,水冷壁管外温度约为500?,但考虑到管内壁氧化形成Fe 3O 4将降低水冷壁的热效率,引起管外壁升温。另外,复合硫酸盐对奥氏体合金的腐蚀温度在552?~704?之间,在650?附近达到最大,因此以650?为实验温度,增加涂层耐腐蚀实验的可靠性。本实验不考虑还原性气体对涂层的腐蚀。总的腐蚀时间为120h 。热腐蚀试验过程为:喷砂&喷涂&清洗烘干&称重&敷盐&腐蚀&清洗并烘干&称重。用TG3284A 型光电分析天平测量试样的增重,精确度为0.1mg,Philips X Pert M PD 型X 射线衍射仪用以分

现代陶瓷研究进展

材料与化工学院 2012级材料科学与工程二班 课程作业:无机非金属材料工艺学学生姓名:刘健 学生学号: 授课老师:

目录 1.传统陶瓷材料------------------------------------------------------------------------------------------------3 2.新型陶瓷材料------------------------------------------------------------------------------------------------3 2.1生物陶瓷材料------------------------------------------------------------------------------------------4 2.1.1生物陶瓷研究背景------------------------------------------------------------------------------4 2.1.2生物陶瓷研究的一些成果---------------------------------------------------------------------4 2.1.3生物陶瓷在国外的研究动态和发展趋势-------------------------------------------------4 2.1.4我国生物陶瓷材料研究设想与展望--------------------------------------------------------5 2.2高温压电陶瓷材料-------------------------------------------------------------------------------------5 2.2.1改性钛酸铅压电陶瓷----------------------------------------------------------------------------5 2.2.2 PZT基多元系压电陶瓷--------------------------------------------------------------------------6 2.3超级亲水易洁陶瓷材料-------------------------------------------------------------------------------6 2.4热障涂层陶瓷材料--------------------------------------------------------------------------------------7 2.4.1几类热障陶瓷涂料研究近况-------------------------------------------------------------------7 2.4.1.1氧化物稳定的ZrO2---------------------------------------------------------------------------7 2.4.1.2焦绿石或萤石结构A2B2O7陶瓷----------------------------------------------------------7 2.4.2需要达到的目标------------------------------------------------------------------------------------8 3.结语----------------------------------------------------------------------------------------------------------------8

超高温陶瓷复合材料的研究进展

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟 超高温陶瓷复合材料的研究进展 超高温陶瓷复合材料主要包括一些过渡族金属的难熔硼化物、碳化物和氮 化物,它们的熔点均在3000℃以上。在这些超高温陶瓷中,ZrB2 和HfB2 基超高温陶瓷复合材料具有较高的热导率、适中的热膨胀系数和良好的抗氧化烧蚀 性能,可以在2000℃以上的氧化环境中实现长时间非烧蚀,是一种非常有前途的非烧蚀型超高温防热材料。 超高温陶瓷复合材料的制备 超高温陶瓷复合材料的致密化主要有热压烧结(HP)、放电等离子烧结(SPS)、反应热压烧结((RHP)和无压烧结(PS)。在这些制备方法中,热压烧结是目前超 高温陶瓷复合材料最主要的烧结方法。 热压烧结 ZrB2 和HfB2 都是ALB2 型的六方晶系结构,其强共价键、低晶界及体扩散 速率的特征,导致该类材料需要在非常高的温度下才能致密化,一般需要2100 ℃或更高的温度和适中的压力(20-30 MPa)或较低温度(~1800℃)及极高压力( 800 MPa)。ZrB2 和HfB2 结构和性能相近,后者的熔点比前者高,需要更高的致密化温度,同时具有更优异的高温性能,而前者的密度和成本都比后者 低,也是业内关注最多的。 放电等离子烧结 放电等离子烧结是在粉末颗粒间直接通人脉冲电流进行加热烧结,具有升温 速度快、烧结时间短、组织结构可控等优点,该方法近年来用于超高温陶瓷复 合材料的制备。产生的脉冲电流在粉体颗粒之间会发生放电,使其颗粒接触部 位温度非常高,在烧结初期可以净化颗粒的表面,同时产生各种颗粒表面缺 陷,改善晶界的扩散和材料的传质,从而促进致密化,相对于热压烧结超高温

氰基丙烯酸酯类伤口快速胶粘剂研究进展

氰基丙烯酸酯类伤口快速胶粘剂研究进展[1657] 前言 伤口快速胶粘剂,是一种医用胶粘剂,而医用胶粘剂又可为两大类:一是适于粘连骨骼等 的硬组织胶粘剂,如甲基丙烯酸甲酯骨水泥;另一类是适于粘接皮肤、脏器、神经、肌肉、血管、粘膜等的软组织胶粘剂。一般采用α-氰基丙烯酸酯类为医用化学合成型胶(α-cyanoacrylate)或纤维蛋白生物型胶(fibringlue),如WBA生物胶粘剂。纤维蛋白生物型胶是从异体或自体血液中产生的,它富含纤维蛋白原和因子Ⅷ,对脆弱拟杆菌、大肠杆菌和金葡杆菌等有杀菌作用。耳鼻喉科专家们把这种蛋白胶用于各种动物和人的伤口上,结果令人满意。但是使用异体血制的蛋白胶有传染肝炎和爱滋病的可能性。自体血产品较安全,但不适合急症医治需要,因为要临时从伤员自己身上抽血制取纤维蛋白生物 胶再来粘合自己的伤口,这是很难做到的[2]。并且纤维蛋白生物胶粘合速度慢、强度不高,不适合紧急治疗,因而人们把注意力放在氰基丙烯酸酯类胶粘剂的研究上。 1 氰基丙烯酸酯类胶粘剂的历史发展 1959年美国发明了Eastman910粘接剂(α-氰基丙烯酸甲酯)[3],它具有对玻璃、五金、橡胶、塑料等材料的快速粘连作用。Coover等人[4]发现它能粘结生物组织、被作为一类新型医用胶粘剂使用。20世纪60年代初生物粘接剂风靡一时,在动物实验和临床应用中取得了丰硕成果]。但到70年代中期,世界各国对它的兴趣有所减弱,主要原因唯恐引起癌症。但20多年来,数以千万计的病例还没有发现产生肿瘤的后果。因此,目前国内外对医用胶粘剂的研究又活跃起来。在临床应用方面,氰基丙烯酸酯类胶粘剂用于闭合创口、皮肤移植、管腔器官连接以及肝、肾、肺、脾、胰、胃肠道等损伤的止血。此外,眼科、骨科、口腔科都广泛地使用了氰基丙烯酸酯类胶粘剂。氰基丙烯酸酯类胶粘剂主要成分是长链酯单体,用于组织后,在室温下就能形成一层薄膜覆盖伤口。早期产品有引起局部炎症和骨

透波材料介绍

透波材料介绍 一、透波材料:能透过电磁波且几乎不改变电磁波的性质(包括能量)的材料 我们以不同性能的高分子材料为基体,通过填充、共混微波陶瓷介质和复合纤维等手段,在保证材料有良好承受机械力和其它性能的同时,调节材料的介电常数和耗散因数,得到透波率能够满足我们的使用要求的复合材料。 在实际运用中,介电常数和耗散因数是衡量透波材料透波能力的两个重要指标,根据透波材料的使用环境,还需要考虑除透波率外的其它性能,如长时间的耐高温性能、高刚性、尺寸稳定、阻燃、韧性、化学腐蚀、耐磨、自润滑、耐老化等。 二、应用: 隐身技术:避免入射电磁波大量反射,从而避开敌方雷达的探测; 无线电领域:利于微波-毫米波信号的接收、传输、放大、混频、发射等许多环节; 1、雷达罩和天线罩应用: 为保证雷达或天线在各种复杂环境中的正常使用, 雷达罩或天线罩用复合材料必须具备比强度高、透波率高等性能,同时在设计上也需要考虑良好的防振动和抗老化能力。 A、我们具有国内先进的透波率(90%-99%)改性复合材料的电性能设计能力和经验; B、透波材料的低介电常数和低介质损耗是满足其使用要求的必要条件; C、拥有高耗散因数的材料不仅对无线电传输不利,同时会将电磁能转换为不利的热能。其技术难点主要是材料的透波率,长时间的交替耐高、低温性能,户外老化等。 1)气象雷达罩 2)薄壁结构地面天线罩 3)移动通讯基站天线罩 4)车载天线罩 5)各种天线包封 树脂基体的主要性能(介电常数) 树脂品种密度(g/cm3)弯曲强度 (Mpa) 弯曲模量 (Gpa) 介电常数 (106HZ) 正切损耗 (10GHz) PPS 1.36-1.4352-145 3.7-4.0 3.00.0006 PEEK 1.32110-210 3.8-9.1 3.2-3.30.0033 LCP 1.38-1.40 3.0-3.2 ASA 1.06-1.148-155 1.7-3.0 3.2-3.50.028环氧树脂 1.3097 3.8 3.00.020酚醛树脂 1.3092 3.5 3.20.020不饱和聚脂 树脂 1.2985 3.2 3.00.018乙烯基树脂 1.3090 3.5 2.90.018双马来酰亚 1.30150 3.7 3.00.014

超高温陶瓷的研究进展_郭强强

·综述· 收稿日期:2015-05-20 作者简介:郭强强,1989年出生,硕士,主要从事超高温陶瓷材料的研究工作。E -mail :qqguo@outlook.com 超高温陶瓷的研究进展 郭强强 冯志海周延春 (航天材料及工艺研究所,先进功能复合材料技术重点实验室,北京100076) 文 摘 超高温陶瓷在极端环境中能够保持稳定的物理和化学性质,被认为是高超声速飞行器和大气层 再入飞行器鼻锥和前缘最有前途的候选热防护材料。本文系统评述了超高温陶瓷(主要是过渡金属硼化物、碳化物和氮化物)在粉体合成、致密化、力学性能等方面的研究进展。对超高温陶瓷研究中存在的一些问题作出初步总结,希望对超高温陶瓷的进一步研究和应用起到积极的推动作用。 关键词 超高温陶瓷,粉体合成,致密化,力学性能 中图分类号:TB3DOI :10.3969/j.issn.1007-2330.2015.05.001Progress on Ultra-High Temperature Ceramics GUO Qiangqiang FENG Zhihai ZHOU Yanchun (Science and Technology of Advanced Functional Composite Materials Laboratory ,Aerospace Research Institute of Materials &Processing Technology ,Beijing 100076) Abstract Ultra-high temperature ceramics (UHTCs )are regarded as the most promising thermal protective ma- terials for the nose and leading edge of hypersonic or re-entry vehicles due to their stability of physical and chemical properties in extreme environment.The progress on UHTCs is reviewed in detail ,including powder synthesis ,densifi-cation and mechanical properties.Also ,some problems exist in the material studies are preliminarily summarized.It is expected that this review will provide some guidance for stimulating further research and practical applications of the UHTCs. Key words Ultra-high temperature ceramics ,Powder synthesis ,Densification ,Mechanical property 引言 超高温陶瓷(UHTCs )通常指熔点超过3000?,并在极端环境中保持稳定的物理和化学性质的一类 特殊陶瓷材料,通常包括过渡金属硼化物、碳化物、氮化物及其复合材料。极端环境一般指高温、反应气氛(如原子氧,等离子体等)、机械载荷和磨损等组成的综合环境。随着航空航天技术的迅猛发展和实现空天一体化的迫切需要,高超声速飞行器是近年来许多国家航空航天部门发展的重点领域。在长时间高超声速巡航、跨大气层飞行和大气层再入等极端环境下,飞行器机翼前缘和鼻锥等关键部件在飞行过程中与大气剧烈摩擦,产生极高的温度。如Falcon 计划 中机翼前缘的驻点区域温度可以超过2000?[1],此 外火箭喷嘴口、吸气增强推进系统和发动机进气道在 飞行过程中也要承受高热载荷和机械载荷。目前,极少材料能够在如此剧烈的氧化对流环境中保持结构和尺寸的完整性。因此,如何设计和制备有着良好的抗氧化性、抗烧蚀性、抗热震性并保持一定高温强度的超高温热防护材料成为新型空天飞行器亟待解决的重要技术问题。 目前有望在1800?以上温度使用的材料一般有 难熔金属材料、陶瓷基复合材料、C /C 复合材料等。难熔金属材料密度高、加工性能和抗氧化性差,不适合作为高超声速飞行器鼻锥和前缘等部位的热防护 材料。C /C 复合材料是一种良好的结构/功能一体化材料,已成功用于制造导弹的弹头部件、航天飞机防

环氧树脂及其胶粘剂的增韧改性研究进展_杨卫朋

环氧树脂及其胶粘剂的增韧改性研究进展 杨卫朋,郝 壮,明 璐 (西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安 710129) 摘 要:综述了环氧树脂(EP )及其胶粘剂的增韧改性研究进展。介绍了EP 增韧方法[包括橡胶类弹 性体增韧改性EP 、互穿聚合物网络(IPN )增韧改性EP 、聚硅氧烷(PDMS )增韧改性EP 、纳米粒子增韧改性EP 和超支化聚合物(HBP )增韧改性EP 等]及相关增韧机制。展望了今后EP 及其胶粘剂的增韧改性发展方向。 关键词:环氧树脂;胶粘剂;增韧;改性中图分类号:TQ433.437:TQ323.5 文献标志码:A 文章编号:1004-2849(2011)10-0058-05 收稿日期:2011-05-26;修回日期:2011-06-24。 作者简介:杨卫朋(1987—),陕西咸阳人,在读硕士,主要从事环氧树脂增韧改性等方面的研究。E-mail :yangweipeng.883245@https://www.doczj.com/doc/0214685440.html, 0前言 环氧树脂(EP )是指其分子结构中至少含有两个环氧基团的高分子材料。EP 具有良好的综合性能,能以各种形式(如增强塑料、胶接材料、密封剂和涂料等)广泛应用于诸多领域。未改性EP 固化物脆性大、耐冲击强度低且易开裂(韧性不足),从而极大限制了其在某些重点技术领域的应用空间。本研究重点综述了近年来各种改性EP 的增韧方法,其中绝大部分增韧方法可用于EP 胶粘剂的增韧改性。 1 增韧改性EP 及其胶粘剂 1.1 橡胶类弹性体增韧改性EP 1.1.1 有关橡胶类弹性体增韧EP 的理论 橡胶类弹性体是较早用于增韧EP 的方法之 一。早期的增韧理论有Merz 等[1]提出的能量直接吸收理论和Newman 等[2]提出的屈服膨胀理论。早期的理论虽能解释某些试验现象,但不能普遍获得人们的认可。随着科学技术的不断发展,在早期理论基础上,建立了初步的橡胶增韧理论体系。目前被人们普遍接受的增韧理论有Bucknall 等[3-4]提出的银纹-剪切带理论。该理论认为橡胶颗料在增韧体系中发挥两个重要的作用:一是作为应力集中中心诱发大量银纹和剪切带;二是控制银纹的发展,并使银纹终止而不致发展成破坏性裂纹。银纹尖端的应 力场可诱发剪切带的产生,而剪切带也可阻止银纹的进一步发展;大量银纹或剪切带的产生和发展要消耗大量能量,故材料的冲击强度显著提高。另外,影响较大的是Kinloch 等[5]建立的孔洞剪切屈服理论认为:裂纹前段的三向应力场与颗粒相固化残余应力的叠加作用,使颗粒内部或颗粒/基体界面处破裂而产生孔洞;这些孔洞一方面产生体膨胀,另一方面又由于颗粒赤道上的应力集中而诱发相邻颗粒间基体的局部剪切屈服;这种屈服会导致裂纹尖端钝化,进一步达到减少应力集中和阻止断裂的目的。 1.1.2橡胶弹性体的类型 目前用于增韧EP 的反应性橡胶及弹性体主要包 括端羧基丁腈橡胶(CTPB )、端羟基丁腈橡胶(HTBN )、端环氧基丁腈橡胶和聚硫橡胶等。Chikhi [6]等用端氨基丁腈橡胶(ATBN )改善EP 的韧性,并对其热力学性能和玻璃化转变温度(T g )等进行了表征。研究结果表明:ATBN 的引入能显著改善EP 体系的韧性,其缺口处的冲击强度从0.85kJ/m 2增至2.86kJ/m 2,无缺口处的冲击强度从4.19kJ/m 2增至14.26kJ/m 2;其增韧机制是局部塑性剪切变形、T g 降低所致。赵祺等[7]以内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐为固化剂,用聚硫橡胶增韧EP 。研究结果表明:加入20%聚硫橡胶后,EP 胶粘剂的拉伸弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率、断裂能量和冲击强度分别增加了27%、34%、 22%、48%和330%;聚硫橡胶增韧EP 胶粘剂的综合力学性能明显提高,但其动态模量降低、T g 下降。 中国胶粘剂 CHINA ADHESIVES 2011年10月第20卷第10期 Vol.20No .10,Oct.2011 58--642() DOI:10.13416/j.ca.2011.10.015

军用电磁透波塑料的优点和用途

军用电磁透波塑料的优点和用途 电磁透波塑料是指能够透过一定频率电磁波的一类功能性复合材料。此类材料主要用于航空、航天及军事装备等领域,具体功能为保护飞行器的通信、遥测、制导和引爆等系统在恶劣的环境条下也能正常工作,满足运载火箭、飞船、导弹及卫星等无线控制系统的性能要求。在航天领域内应用电磁透波复合材料的有天线窗和天线罩两大类。 随着科学的不断进步,对材料的性能要求也越来越高,除对电磁透波性要求外,还要求耐热、隔热、承载、抗冲击等附加功能,并正在向宽频、多通信与制导方向发展。 1.电磁透波塑料的性能要求 透波塑料复合材料所用增强材料的力学性能和介电性能均优于树脂基体,所以复合材料的透波性能主要取决于树脂基体的性能。 在各种雷达天线中,导弹的雷达天线罩对性能的要求最高,它除应具备与飞行器雷达天线使用频率耦合的透波性能、最小的插入损失外,还要具备能承受飞行器空气动力载荷和环境热气流、雨流的冲刷及其载荷的振动冲击能,其电学和力学性能受环境的影晌小。 透波材料对塑料的介电性能和力学性能要求较高,具体如下。 ①稳定的高频介电性能介电常数和介电损耗角正切值要小,一般情况下,在0.3~300GHz范围内适宜介电常数要在1-4,介电损耗角正切值在0.1~0.001,并且不随温度和频率的变化而明显变化;例如升温100℃,介电常数的变化率应低于1%,以保证在气动

加热条件下,尽可能不失真地透过电磁波。 ②良好的热性能包括良好的耐热冲击、耐热性和线膨胀系数、大的工作温度范围及良好的耐烧蚀性等。 ③良好的耐环境性经得起雨蚀、粒子侵蚀、抗紫外线辐射等。 2.电磁透波塑料的选材 目前选用最多的电磁透波塑料为纤维增强树脂基复合材料,磁透波塑料的透波性能好坏,与复合材料的树脂和增强纤维的关系都很大。 (1)树脂的选用树脂可用传统的不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂等,也有近年来开发的聚酰亚胺、氰酸酯树脂、有机硅树脂、聚四氟乙烯、双马来酰亚胺和聚苯硫醚等,其中最引人注意的为美国研制的非碳化烧蚀材料聚四氟乙烯。 ①不饱和聚酯(UP) UP的介电性能优良,价格低廉,是最早用于天线罩的聚合物之一。目前的改性方法很多,如美国Nan-gatuck 化学公司用三聚氰酸三烯丙酯对UP进行改性,使复合材料的温度由120℃提頁到150℃,美国波音公司选用此材料为Bomarc导弹天线罩的树脂基材;我国一般用纳米材料进行填充以改进性能。 ②环氧树脂(EP) EP是导弹天线罩最常用的基材之一,它粘接性优良、耐化学腐蚀性好、电性能好、固化收缩低。目前的改性方向为增韧,如与热塑性塑料共混、加入氰酸酯等。例女EP/PU以70/30的比例共混,冲击强度可提高6倍之多;再例如,EP/TLCP共混,加入少量TLCP冲击强度就会大幅度提高,并保原有的刚性和耐热

超高温陶瓷及其应用

超高温陶瓷及其应用讲座小结 超高温陶瓷(UHTCs:Ultra High Temperature Ceramics)是指能在1800℃以上温度下使用的陶瓷材料。这类陶瓷材料有望用于航天火箭的发动机部件,太空往返飞行器和高超音速运载工具的防热系统,先进核能系统用抗辐照结构材料和惰性基体材料,以及金属高温熔炼和连铸用的电极、坩埚和相关部件等。目前,针对超高温陶瓷的主要研究内容包括:微结构调控与强韧化、抗氧化-耐烧蚀-抗热震性能的提升、抗辐照性能的改善等。 超高温陶瓷材料最早的研究从1960’s年代开始。当时在美国空军的支持下,Manlab开始了超高温陶瓷材料的研究,研究对象主要是ZrB2和HfB2及其复合材料。研发的80vol%HfB2 -20vol%SiC复合材料能基本满足高温氧化环境下持续使用的需要,但采用的热压工艺对部件制备有很大的限制。到1990’s ,NASA Ames 实验室也开始了相关研究。与此同时,美国空军从1960’s年代开始进行尖锐前缘飞行器及其热防护系统的分析和设计,经过三十多年的研究,取得了很大进展。Ames 实验室及其合作伙伴开展了系统热分析、材料研发和电弧加热器测试等一系列研究工作,并于1990’s年代进行了两次飞行实验(SHARP-B1 、SHARP-B2)。其中,SHARP-B2 的尖锐翼前缘根据热环境的不同分为三部分,分别采用的是ZrB2 /SiC/C 、ZrB2/SiC和HfB2/SiC材料,展示了基于二硼化铪和二硼化锆为主体的一类超高温陶瓷材料作为大气层中高超声速飞行器热防护系统材料的应用前景。2003年2 月1 日,美国航天飞机发生了“哥伦比亚”号的爆炸惨剧,为了保障未来的航天飞机具有更可靠的飞行安全性,美国航天宇航局(NASA)在“哥伦比亚”号失事后迅速启动了相关的研究计划,其中就包括研究新一代超高温陶瓷,用于航天飞机的阻热材料。研究计划目的在于开发出熔点高于3000℃的超高温陶瓷材料,主要是ZrB2、HfB2以及它们的复合材料,作为航天飞机的新型阻热材料。 从材料种类来看,超高温陶瓷主要包括高熔点硼化物和碳化物。其中HfB2、ZrB2、HfC、ZrC、TaC等硼化物、碳化物超高温陶瓷熔点都超过3000℃,无相变,具有优良的热化学稳定性和优异的物理性能,包括高弹性模量、高硬度、低饱和蒸汽压、高热导率和电导率、适中的热膨胀率和良好抗热震性能等,并能在高温下保持很高的强度。成为超高温陶瓷最具潜力的候选材料。

有机硅胶粘剂的研究进展

有机硅胶粘剂的研究进展 肖凯斐 (西安工业大学北方信息工程学院,机电信息系,陕西省西安市710032) 摘要 :综述了有机硅胶粘剂的组成、种类、性能及其应用,并对硅橡胶胶粘剂在粘接性、导热性、固化性能的研究进展进行了叙述。 关键词 :硅橡胶硅树脂有机硅压敏胶胶粘剂 Study on high temperature-resistant anaerobic adhesive Xiaokaifei ( Xi'an Technological University North Institute Of Information Engineering,Mechanical and electrical information system ,Shan'xi Province,Xi'an 710032) Abstract: The compositions, categories, properties and applications of organosilicon adhesives were reviewed. Moreover , the bonding ability, heat conductivity and curing of silicone rubber type adhesive w ere introduced. Keywords:Silicone rubber Silicone resin Organosilicon pressure sensitive adhesive Adhesive 有机硅材料是一类性能优异、功能独特、用途极广的新材料,是高分子新型材料

透波材料介绍

透波材料介绍 文件管理序列号:[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

透波材料介绍 一、透波材料:能透过电磁波且几乎不改变电磁波的性质(包括能量)的材料 我们以不同性能的高分子材料为基体,通过填充、共混微波陶瓷介质和复合纤维等手段,在保证材料有良好承受机械力和其它性能的同时,调节材料的介电常数和耗散因数,得到透波率能够满足我们的使用要求的复合材料。 在实际运用中,介电常数和耗散因数是衡量透波材料透波能力的两个重要指标,根据透波材料的使用环境,还需要考虑除透波率外的其它性能,如长时间的耐高温性能、高刚性、尺寸稳定、阻燃、韧性、化学腐蚀、耐磨、自润滑、耐老化等。 二、应用: 隐身技术:避免入射电磁波大量反射,从而避开敌方雷达的探测; 无线电领域:利于微波-毫米波信号的接收、传输、放大、混频、发射等许多环节; 1、雷达罩和天线罩应用: 为保证雷达或天线在各种复杂环境中的正常使用, 雷达罩或天线罩用复合材料必须具备比强度高、透波率高等性能,同时在设计上也需要考虑良好的防振动和抗老化能力。 A、我们具有国内先进的透波率(90%-99%)改性复合材料的电性能设计能力和经验; B、透波材料的低介电常数和低介质损耗是满足其使用要求的必要条件; C、拥有高耗散因数的材料不仅对无线电传输不利,同时会将电磁能转换为不利的热能。其技术难点主要是材料的透波率,长时间的交替耐高、低温性能,户外老化等。 1)气象雷达罩 2)薄壁结构地面天线罩 3)移动通讯基站天线罩 4)车载天线罩 5)各种天线包封

吸波材料是一种能将电磁能转化为其它形式的能量或使电磁波因干涉而消失,从而达到吸波的目的。 1、目前各国军事上的隐身技术,主要就是使用各种吸波、透波材料,实现对雷达的隐形;采用红外遮挡与衰减装置、涂敷红外掩饰涂料等,以降低红外辐射强度,实现对红外探测器的隐身。 2、在可见光隐形上,目前的办法只是在兵器的表面涂抹迷彩,降低兵器与背景之间的反差,或歪曲兵器的外形等初级的方法。另外由于碳纳米管的微波吸收性能,碳纳米管也可以作为吸收剂,制成隐形材料。 3、在现代军事领域,需要先发制人和远发制人,导弹自然就发挥了越来越重要的作用,如何确保导弹能够精确打击目标和长距离隐蔽飞行,天线罩技术就成了主要的“瓶颈”之一。其技术难点主要是天线罩材料的透波率和长时间的耐高温性能。 4、芳纶纤维纸具有突出的强度重量比和刚性重量比,阻燃,质量轻,耐冲击,还可进一步加工成蜂窝结构板材,主要用于生产飞机、导弹、卫星宽频透波材料、刚性受力结构部件等,是目前国内外飞机及雷达罩夹层结构使用最多的夹芯材料,也适合于制作游艇、赛艇、高速列车及其他高性能要求的夹层结构。 5、车载天线罩的透波性能可满足移动车辆的使用要求。特点:增益高,图象,语音清晰,数据传输可靠,整体性能优良力、驱波性能好,能设计出外形美观小巧,安装方便,性能稳定,具有良好的防振动和抗老化能力的产品。 6、天线种类:各频点基站(高、中、底增益)全向、定向天线、军用天线、无线modem橡皮天线及弹簧螺旋天线、车载吸盘天线、室内分布天线(吸顶及壁挂天线)、机车列尾天线、230MHZ数传天线及环阵天线、2.4-5.8G抛物面扩频天线、单边带天线、短波、超短波天线、四环阵天线、MMDS微波天线。 7、天线设计的灵敏度要高:几乎能收到没有被遮挡的所有卫星信号、可靠性高。设计时也要考虑到电磁兼容性(EMC)等问题。中心频率为 1570MHZ,1575MHZ,1580MHZ,2450MHZ的、主要应用于全球定位系统(GPS) 8、透波材料的技术要求是要有很高的透波率,以保证敌雷达波能尽可能多地穿过并进入夹层中的等离子体被吸收掉。这种透波材料可以使用与雷达整流罩相同的玻璃钢材料制作,现有技术下这类玻璃钢可以达到95%-99%的透波率;对于军舰和战车而言,还可以用透波材料制成夹层吸波瓦并在内部罐充等离子体达到良好的隐形目的。 9、雷达天线罩材料是天线罩研制的重要基础,没有好的天线罩材料,再好的电性能设计也不会实现。天线罩是功能性复合材料结构件,天线罩材料要满足介电性能、力学性能、三防寿命、工艺性能、重量等要求。材料 。该指标直接影响天的介电性能指标主要有介电常数ε和损耗角正切tg δ 线罩的电性能,是选择材料的主要依据。损耗角正切tg 越大,电磁波能 δ 量在穿透天线罩过程中转化为热量而损耗的能量就越多。介电常数ε越大,则电磁波在空气与天线罩壁分界面上的反射就越大,这将增加镜象波

吸波材料吸波原理及其研究进展

吸波材料的吸波原理及其研究进展 张开庆 (山东科技大学应用物理学2010-01 201001090134) 摘要:介绍了吸波材料的重要性,阐述了吸波材料的吸波原理,综述了铁氧体吸波材料、金属微粉吸波材料、纳米吸波材料及光学透明吸波材料近几年来的国内外研究进展及应用,最后指出,多频谱隐身材料和智能隐身材料是吸波材料中两个最主要的发展方向。 关键词:吸波材料;吸波原理;进展 Absorbing Mechanism and Progress of Wave-absorbing Materials Zhang Kai-qing (Shandong university of science and technology college of science, Applied physics class level 2010-01) Abstract:The sign if icance of wave-absorbing materials was explained. The absorbing mechanism indifferent conditions, the species and the characteristics of general wave-absorbing materials were introduced. The recent progress and application of ferrite material, surperfine metal powders, nanam eter absorbing material and optics transparent absorbing materials were reviewed. Finally points out that the multiple spectra and intelligent stealth materials are tow most essential developing trends for radar wave absorbing materials. Key words: wave-absorbing materials; wave-absorbing mechanism; progress 随着现代科技技术尤其是电子工业技术的高速发展,不同频率的电磁辐射充斥着人们的生活空间,破坏了人类良好的生态环境,造成了严重的电磁污染。不少科学家预言,在二十一世纪,电磁污染将成为生态环境首屈一指的物理污染[1]。电磁场以电磁波的形式传递能量,只有使用电磁波吸波材料。使电磁波能转化为热能或其他形式的能,才能有效清除电磁污染。因此解决电磁污染的吸波材料的研究和应用成为人们研究. 隐身技术也称为目标特征信号控制技术,是一种通过控制和降低武器系统的特征信号,使其难以被发现、识别、跟踪和攻击的技术。由于隐身技术能极大地提高武器的生存能力和作战效果,受到许多国家的高度重视,成为集陆、海、空、天四位一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术手段,成为现代军事研究的关键技术[2]。在现代战争中,雷达是探测目标的最可靠手段,因此雷达隐身技术是隐身技术的重点。 雷达隐身技术的核心是降低目标的雷达散射截面(RCS)。其技术主要途径有两条:一是通过目标的外形设计降低RCS,简称为外形技术。二是目标应用能吸收雷达波的材料,即利用雷达吸波材料(RAM)降低目标的RCS,简称为雷达吸波材料技术[3]。 雷达吸波材料简称吸波材料。吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量,并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量而消散掉的一类材料。它的工作原理与材料的电磁特性有关。良好的吸波材料具备两个条件,一是雷达波射入的吸波材料内,其能量损耗尽可能大;二是吸波材料的阻抗与雷达波的阻抗相匹配,此时满足无反射。实际上常要求吸波材料在一定频宽范围内对电磁波强烈的吸收,理想的情况是全吸收,即反射系数为零[2]。 由于各类材料的化学成分和微观结构不同,吸波机理也不尽相同。尽管如此,吸波材料的吸波性能还是可以用宏观的电磁理论进行分析,工程上也常常使用材料宏观的介电常数和磁导率来评价吸波材料的反射和传输特性材料吸收电磁波的基本条件是:一是电磁波入射到材料上时,它能尽可能不反射而最大限度地进入材料内部,即要求材料满足阻抗匹配;二

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