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陶瓷鉴赏课程论文
论文题目:特种陶瓷材料与航天姓名学号:学院:专业班级:指导教师:
年月日
f特种陶瓷材料与航天
摘要:新材料是发展高新技术的物质基础,也是改造传统产业的必备条件,因此材料科学被列为对世纪六大高科技领域之一。特种陶瓷是新材料的一个组成部分,由于它具有其他材料所没有的各种优良性能,它在国民经济中的能源、电子、航空航天、机械、汽车、冶金、石油化工与生物等各方面都有广阔的应用前景,成为各工业技术特别是尖端技术中不可缺少的关键材料。在航天科技发展方面,耐高温陶瓷涂层材料更是占有了举足轻重的位置。关键词:特种陶瓷、航空发动机、航天材料
1前言
特种陶瓷不同的化学组成与组织结构决定了它不同的特殊性质与功能,如高强度、高硬度、高韧性、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、光电、电光、声光、磁光等。现代科学技术,特别是宇航、航空、电子及军工等尖端科学技术高速发展对材料提出新的要求,尤其是宇航工业对材料的要求更为苛刻。首先是要求材料性能稳定,同时具有重量轻、耐高温、耐冲刷、抗辐射等综合的优良性能。高性能陶瓷涂层由此应运而生。陶瓷涂层是在传统的陶瓷材料基础上发展起来的新型复合材料,它即保持了传统陶瓷材料的耐高温、抗磨损、耐腐蚀等优点,同时保持了基体材料的结构强度,由于陶瓷涂层的厚度通常都在一毫米之内,大大地减少了零件的消极重量,其抗热冲击性能优于整体陶瓷。
2航天器中的陶瓷材料
陶瓷基复合材料在航空发动机中有很重要的应用,为什么用陶瓷?因为现有发动机的工作温度已经很高。再度提高温度只有通过精细的冷却气路设计或加大冷气量,但这些方法的效果遵循递减规律,而只有通过改进材料的工作温度收效最大,因为提高工作温度可提高工作效率、降低油耗并获得更大推力,把节省的、用于冷却的高压空气用于循环也可提高推力与效率。另一方案是减轻重量。可选用比强度、比刚度均大的材料,目前只有陶瓷材料具有这两方面的潜力。
图示为陶瓷基复合材料生产的一些零部件陶瓷基复合材料比高温合金的密度小,热膨胀系数小,抗腐蚀性好,理论最高温度可达
f1650℃。由于陶瓷基部件不需要气体冷却省去或简化了冷却系统零件,可使发动机进一步减重。虽然陶瓷作为发动机热端结构材料的优点十分明显,但其本质上的脆性却极大地限制了它的推广应用。为了克服单组分陶瓷材料缺陷敏感性高、韧性低、可靠性差的缺点,材料科学工作者进行了大量的研究r
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