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超高温陶瓷——最具前途的高超声速飞行器材料之一

日期: 2018-06-28
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超高温陶瓷——最具前途的高超声速飞行器材料之一

超高温陶瓷能够适应超高音速长时飞行、大气层再入、跨大气层飞行和火箭推进系统等极端环境,可用于飞行器鼻锥、机翼前缘、发动机热端等各种关键部位或部件。作为航空航天飞行器上的关键材料,超高温陶瓷将帮助我们不断突破速度和空间上的极限,成为未来超高音速飞行和可重复使用运载飞船领域最具前途的候选材料之一。


超高温陶瓷是指能在1800℃以上应用,具有相当优良的高温抗氧化性和抗热震性的陶瓷基复合材料。主要包括一些过渡族金属的难熔硼化物、碳化物和氮化物,他们的熔点均在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腐蚀性能。


国外对超高温陶瓷材料的研究从1969年代开始。在美国空军的支持下,Manlab开始研究对象为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要求,但其热压工艺限制了部件的制备;1990年代,Ames实验室进行飞行实验;2003年“哥伦比亚”号的爆炸掀起了对超高温陶瓷材料研究的热潮。


国内从七十年代开始开展超高温材料的探索工作,哈工大、西工大、航天科技集团701所、703所、14所、总装备部二十九基地、中材山东工陶院、中科院金属所、中科院上硅所、清华、北京理工、武汉理工等单位参与了超高温材料的研究工作,目前已获得许多可喜成果。


优异的高温综合性能使超高温陶瓷材料成为未来超高温领域最有发展前景的材料之一,然而其较低的损伤容限和抗热冲击性能限制了该材料的工程应用,因此研究超高温陶瓷材料的增韧、消除应用缺陷具有重要的科学意义和应用价值。报名参加“2018新型陶瓷技术与产业高峰论坛”,届时,来自山东工业陶瓷研究设计院的周长灵高工将会为我们带来题为《超高温陶瓷及其复合材料的研究进展》的学术报告。



报告人简介



周长灵,中共党员,教授级高工,山东工陶院防隔热材料学科带头人,院科技委成员,武汉理工大学、湖南大学、济南大学校外硕士生指导教师,中国复合材料学会、山东颗粒学会理事,国防科工局项目评审专家。


周高工长期在一线从事科研工作,先后从事过红外陶瓷、隔热材料、防弹陶瓷、超高温陶瓷及其复合材料的研究,近年来主要围绕高超声速飞行器用轻质、耐高温、非烧蚀陶瓷防隔热材料进行研究。作为项目负责人主持了军品配套项目、总装预研项目以及国家“863”计划等国家级课题15项,完成国防科技成果鉴定7项。曾先后获省部级奖励2项、市级奖励3项,2006年获振兴淄博劳动奖章,2016年入选淄博市英才计划。申报国家专利21项,授权15项。在国内外知名学术期刊累计发表论文30余篇,EI收录10余篇。



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