高超声速飞行器用热防护与热结构材料技术

高超声速出版工程
目录
丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 高超声速飞行器分类和发展历程 1
1.2.1 高超声速滑翔飞行器 1
1.2.2 高超声速巡航飞行器 3
1.2.3 重复使用天地往返飞行器 5
1.3 典型高超声速飞行器及其选材 6
1.3.1 高超声速滑翔飞行器 6
1.3.2 高超声速巡航飞行器 8
1.3.3 重复使用天地往返飞行器 10
1.4 小结 18
参考文献 18
第2章 碳基热防护材料 20
2.1 概述 20
2.2 国内外碳基热防护材料研究现状 20
2.2.1 C/C复合材料 20
2.2.2 碳质材料高温抗氧化技术 22
2.3 碳基热防护材料体系设计 27
2.4 碳基热防护材料氧化机理和失效机制 36
2.5 碳基热防护材料制备及性能考核 44
2.6 小结 55
参考文献 56
第3章 陶瓷基热防护材料59
3.1 概述 59
3.2 国内外研究现状 60
3.2.1 超高温陶瓷材料 60
3.2.2 超高温陶瓷基复合材料 61
3.2.3 陶瓷基防热材料应用评价 66
3.3 陶瓷基热防护材料制备与评价 69
3.3.1 超高温陶瓷抗氧化机理 70
3.3.2 超高温陶瓷强韧化研究 72
3.3.3 超高温陶瓷基防热材料制备技术研究 75
3.4 小结 76
参考文献 77
第4章 碳基热结构材料 81
4.1 概述 81
4.2 国内外研究现状 81
4.3 碳基热结构材料设计与制备 82
4.3.1 二维铺层C/C复合材料 83
4.3.2 碳布缝合结构C/C复合材料 86
4.3.3 针刺结构C/C复合材料 100
4.3.4 立体三向结构C/C复合材料 105
4.4 C/C复合材料抗氧化涂层技术 107
4.4.1 氧化防护涂层的体系设计 108
4.4.2 氧化防护涂层快速修补方法 124
4.4.3 抗氧化涂层对C/C复合材料性能的影响 128
4.5 碳基热结构材料典型构件制备与性能 134
4.5.1 C/C复合材料连接件 134
4.5.2 C/C复合材料短梁单元件 139
4.5.3 C/C复合材料控制舵 142
4.6 小结 147
参考文献 147
第5章 陶瓷基热结构材料 153
5.1 概述 153
5.2 国内外研究现状 153
5.2.1 C/SiC复合材料 153
5.2.2 SiC/SiC复合材料 156
5.2.3 陶瓷基热结构材料的制备工艺 160
5.3 陶瓷基热结构材料的设计与优化 162
5.3.1 高温预处理对碳纤维力学性能的影响 162
5.3.2 碳纤维和编织结构对C/SiC复合材料力学性能的影响 167
5.3.3 界面层对C/SiC复合材料力学性能的影响 168
5.3.4 增强体结构对C/SiC复合材料性能的影响 171
5.3.5 高温处理对SiC纤维力学性能的影响 172
5.4 陶瓷基热结构构件的制备与性能研究 175
5.4.1 C/SiC复合材料 175
5.4.2 SiC/SiC复合材料 178
5.4.3 C/SiBCN复合材料 181
5.5 小结 195
参考文献 196
第6章 高温隔热材料 200
6.1 概述 200
6.2 国内外研究现状 201
6.3 陶瓷纤维刚性隔热瓦 206
6.3.1 组分及细观结构设计 206
6.3.2 材料性能 208
6.4 纳米隔热材料 219
6.4.1 材料组分及细观结构设计 219
6.4.2 氧化硅纳米隔热材料 223
6.4.3 氧化铝氧化硅纳米隔热材料 231
6.4.4 Al2O3纳米隔热材料 239
6.5 柔性隔热毡 243
6.5.1 材料组分及细观结构设计 243
6.5.2 柔性隔热毡力学性能 243
6.6 透波隔热材料 247
6.6.1 材料组分与细观结构设计 247
6.6.2 陶瓷纤维透波隔热瓦 248
6.6.3 纳米透波隔热材料 251
6.7 典型隔热材料的应用 254
6.8 小结 260
参考文献 260
第7章 长时热透波材料 263
7.1 概述 263
7.2 国内外研究现状 263
7.3 长时热透波材料研究进展 266
7.3.1 长时热透波材料设计 266
7.3.2 长时热透波材料制备 269
7.4 长时热透波材料应用评价 277
7.4.1 多孔氮化硅陶瓷材料 277
7.4.2 连续氮化硅纤维增强热透波复合材料 278
7.4.3 氧化铝纤维增强热透波复合材料 279
7.5 小结 281
参考文献 281
第8章 热疏导与热管理材料283
8.1 概述 283
8.2 疏导式热防护材料 283
8.2.1 疏导式防热结构设计 284
8.2.2 高导热C/C复合材料 286
8.3 热管理材料 295
8.3.1 热管理材料设计 297
8.3.2 相变材料的封装 298
8.3.3 金属泡沫增强相变复合材料 304
8.3.4 高导热碳泡沫增强相变复合材料 307
8.4 热疏导与热管理应用研究 313
8.4.1 高导热C/C复合材料在疏导式热防护中的应用研究 313
8.4.2 相变复合材料在热管理中的应用研究 316
8.5 小结 318
参考文献 318
第9章 热密封与热连接材料 322
9.1 概述 322
9.2 热连接用高温胶黏剂 322
9.2.1 耐高温胶黏剂材料体系分类 323
9.2.2 耐高温胶黏剂密封剂研究与应用 327
9.3 热密封材料 336
9.3.1 国外热密封结构发展现状 338
9.3.2 热密封陶瓷材料设计与验证 340
9.3.3 热密封高变形密封材料设计与验证 347
9.4 小结 355
参考文献 356
第10章 热防护与热结构材料性能测试与评价 361
10.1 概述 361
10.2 高温力学性能测试 361
10.2.1 国内外研究进展 361
10.2.2 典型热防护及热结构材料高温力学性能测试与分析 362
10.3 热物理性能测试 367
10.3.1 热导率测试 367
10.3.2 比热容测试 370
10.3.3 热膨胀性能测试 371
10.3.4 高温热辐射性能测试 375
10.3.5 介电性能测试 378
10.4 热防护与热结构材料质量评价 380
10.4.1 射线检测技术 380
10.4.2 红外无损检测技术 384
10.4.3 超声检测技术 386
10.5 小结 390
参考文献 390