摘要：热障涂层(TBCs)是提升航空发动机热端部件工作温度上限的有效途径之一。稀土锆酸盐(RE_(2-x)Zr_(2+x)O_(7+x/2))因其低热导率和良好的高温相稳定性被视为新一代热障涂层候选材料。鉴于稀土锆酸盐性能具有强的可设计性,本文从合金化设计思路出发,围绕力学、热物理和抗腐蚀性能综述了稀土锆酸盐涂层常规合金化和高熵化改性的国内外研究进展,并基于当前研究不足对后续工作提出展望。

摘要：超级电容器由于充放电速度快、循环寿命长、成本低、环境友好等特性在众多储能器件中脱颖而出。在各类电极材料中,碳化硅(SiC)纳米材料及其衍生碳因其高稳定性、优异的导电性等优势被认为是极具应用前景的超级电容器电极材料。本文首先系统地阐述了SiC纳米材料及其衍生碳的常用制备方法;然后,详细综述了SiC纳米材料及其衍生碳在超级电容器应用中的研究进展,总结“高导电碳材料复合”、“杂原子掺杂”、“赝电容材料复合”、“多级孔结构的设计”、“化学活化”等电化学性能的提升策略;最后,对SiC纳米材料及其衍生碳在超级电容器储能领域中应用存在的挑战和机遇进行展望。

摘要：新一代高超声速飞行器热端部件服役温度不断提高,对表面防护涂层的相稳定性和抗烧蚀性能提出了更高的要求。本工作针对传统过渡金属氧化物ZrO_(2)、HfO_(2)涂层开展高熵化设计,采用高温固相反应结合超音速大气等离子喷涂制备(Hf_(0.125)Zr_(0.125)Sm_(0.25)Er_(0.25)Y_(0.25))O_(2-δ)(M1R3O)、(Hf_(0.2)Zr_(0.2)Sm_(0.2)Er_(0.2)Y_(0.2))O_(2-δ)(M2R3O)、(Hf_(0.25)Zr_(0.25)-Sm_(0.167)Er_(0.167)Y_(0.167))O_(2-δ)(M3R3O)三种高熵氧化物涂层,探究稀土组元含量对高熵氧化物涂层的相结构演变规律、相稳定性以及抗烧蚀性能的影响。M2R3O涂层和M3R3O涂层呈现优异的相稳定性和抗烧蚀性能,涂层经热流密度为2.38~2.40 MW/m^(2)的氧–乙炔焰烧蚀后仍保持物相结构稳定,未发生固溶体分解或析出稀土组元。其中M2R3O涂层循环烧蚀180 s后的质量烧蚀率与线烧蚀率分别为0.01 mg/s和–1.16μm/s,相比M1R3O涂层(0.09 mg/s、–1.34μm/s)以及M3R3O涂层(0.02 mg/s、–4.51μm/s),分别降低了88.9%、13.4%以及50.0%、74.3%,表现出最优异的抗烧蚀性能。M2R3O涂层的抗烧蚀性能优异归因于其兼具较高的熔点(>2200℃)和较低的热导率((1.07±0.09)W/(m•K)),使其有效防护内部的SiC过渡层以及C/C复合材料免受氧化损伤,避免了界面SiO_(2)相形成所导致的界面开裂。

摘要：为实现镁液气压式定量输送,设计了水力学模拟试验装置,通过物理模拟试验研究了气体压力、加压时间对水输送量的影响,建立了定量输送的数学模型。根据相似性原理,设计开发了镁液定量输送装置,并确定在气压恒定前提下进行加压时间控制,以实现镁液定量输送。结果表明,基于定时定量法可实现定量输送,输送过程平稳无飞溅,修正后的定量输送预测模型的平均预测误差为1.5%,满足定量输送的要求。

摘要：氧化敏感性是限制碳/碳(C/C)复合材料作为超高温结构材料应用于航空航天领域的关键瓶颈。表面涂层技术是目前在高温含氧环境下有望实现C/C复合材料长时稳定服役的最有效手段。其中,广泛应用于制备航空发动机热防护涂层的等离子喷涂技术备受关注。从C/C复合材料表面等离子喷涂高温抗氧化涂层体系出发,综述了硼化物、硅化物和氧化物基抗氧化涂层的国内外研究进展,基于不同喷涂工艺、成分/结构设计和测试环境下的防护性能进行了对比总结,并对后续该方向研究提出了展望。

摘要：碳/碳(C/C)复合材料因在高温下能够保持独有的性能优势而在航空、航天等领域具有广阔的应用前景,但高温下的氧化敏感性成为其应用的最大瓶颈。表面涂层技术是国际公认的解决该难题的最有效途径。C/C复合材料表面抗氧化涂层体系中目前研究最为成熟的是硅基陶瓷涂层,按照SiC涂层、MoSi2基涂层和超高温陶瓷改性硅基陶瓷涂层三种最具代表性体系,分别针对其涂层制备方法、组分设计以及抗氧化机理等国内外研究进展进行综述。讨论了当前C/C复合材料表面硅基陶瓷涂层尚存的问题,对未来该研究方向的发展趋势提出了展望。

摘要：目的解决铝基复合材料异形件形状特征复杂,对良好的抗拉和抗剪切等使用性能有较高要求,制备难度较大等问题。方法提出了"铺层-缠绕-缝合"碳纤维异形件预制体制备方法,设计了直接式缝合、插销式缝合、整体式缝合3种成形方案,通过理论计算分析不同方案预制体的力学性能;在此基础上,采用液固高压成形Cf/Al复合材料异形件,并通过断口形貌、微观组织以及致密度的分析,解释了其力学性能提升的原因。结果根据较佳的预制体成形方法,成功制备了预制体和复合材料异形件;异形件内部未发现气孔、微裂纹等缺陷,Cf/Al复合材料拉伸强度达278MPa,较基体提高了114%。结论整体缝合法为较佳的预制体成形方案,可使构件具有较高的连接强度和定位精度;复合材料内部浸渗良好,致密度达98.59%,故该复合材料的力学性能较铝合金基体提升较多。