2020年8月6号,酷热。
经历5个小时的火车,到达了会议地点—六盘水市,“凉都欢迎你”五个大字瞬间映入眼帘,尽管那个巨大的广告牌以及很旧,饱经风雨的摧残后自身的颜色已经暗淡了很多,但是出站之后伴随着迎面吹来的风儿—嗯,凉快—使人立即就理解了“凉都”的含义转而忘记了那破旧的牌体。
本次会议为2020空天动力复合材料会议,聚焦于复合材料在航空航天中的应用。随着科技的迅猛发展,飞行器的更新换代也愈加快速。然而在飞行器的高超声速飞行方面,应用的材料受到了极大的挑战,其需要更苛刻的服役环境,更高的结构效率,更高的可靠性,更长的时间寿命。高超声速飞行的主要问题是热带来的,特殊环境或特殊要求超出现有材料体系可承受的极限,需要创造新材料和结构体系。
超高温陶瓷(UHTC)逐渐获得关注并被确定为高超声速飞行器热防护候选材料,UHTCs主要有两种使用形式: 用作碳纤维增强碳基体复合材料的抗氧化烧蚀涂层以及通过基体改性的方式获得碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料 (Cf/UHTCs)。UHTCs具有高的硬度、强度和热稳定性等优异性能在高超声速飞行器等热防护领域具有广阔的应用前景根据材料的组成UHTCs可细分为硼化物、碳化物和氮化物已公开的研究报道中主要涉及 ZrC、HfC、TaC、ZrB2和HfB2等。
同时,从上世纪80年代,国外就开展了SiC/SiC复合材料及构件的研制。及至目前,GE公司已经将SiC/SiC应用于燃烧室内衬、涡轮外环、导叶等5个CMC部件。
而作为陶瓷材料不论是SiC基复合材料还是混合型陶瓷材料都有因其固有的脆性和低冲击韧性使得其难以解决大尺寸复杂形状复合材料加工性能差和制造困难的问题,因此一个稳定且优异的连接技术是必不可缺的。SiC陶瓷或SiC基复合材料(SiC/SiC、C/SiC)可使用本研究组的稀土三元层状物作为连接层实现无缝连接。而超高温陶瓷为混合型陶瓷材料其成分通常为两种及以上,这将使连接技术更加困难,但是根据上述连接SiC基材料的思路,我们可以以相同的方法,寻找有关超高温陶瓷成分材料的三元相作为连接层从而实现无缝连接,得到稳定且无异相的一体化连接体。
(余腾,培养导师:周小兵)
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