论文部分内容阅读
随着人类对能源节约日益的重视以及航天工业的迅速发展，对热密封材料的性能也提出了越来越多的要求。热密封材料的耐温、弹性以及隔热性能直接影响着企业的经济效益和航天飞行器运行的安全系数。多晶莫来石纤维制品具有良好的耐温性能，近年来在高温窑炉以及航天等领域中获得了广泛的关注和应用。本实验设计一种以多晶莫来石纤维为基体，以常作为无机粘结剂的硅溶胶和高温下可转变为硅硼玻璃相的硅硼溶胶为纤维交叉连接点的粘结相的新型多孔网络结构材料。在这种结构中，当受到外力时，材料会因为期内纤维的弯曲而实现其可压缩特性，而在外力撤除时，由于纤维连接处的固定点而重新恢复原貌，即具有回弹性。实验中首先将有机粘结剂和多晶莫来石纤维混合，经过真空抽滤制备成纤维体；再将无机粘结剂（硅溶胶或硅硼溶胶）浸渍到纤维体中，经过抽滤，最终得到莫来石纤维基多孔陶瓷垫片和块体。并对此种材料的力学性能、热学性能以及显微结构等进行了研究。得出的结论如下：1.以多晶莫来石纤维为基体，硅溶胶为无机粘结剂，加入各种有机粘结剂通过真空抽滤成型工艺得到的莫来石纤维基多孔陶瓷材料。当硅溶胶浸渍量为30wt%时，材料经过1100℃烧结后，压缩强度可达到1.38MPa。在0.8MPa压应力下，材料在常温的压缩率和回弹率分别可达到12%和94%。2.以多晶莫来石纤维为基体，硅硼溶胶为无机粘结剂，加入各种有机粘结剂通过真空抽滤成型工艺得到的莫来石纤维基多孔陶瓷材料。当硅硼溶胶浸渍量为30wt%，材料经过1200℃烧结后，压缩强度可以达到2.25MPa。在2MPa压应力下，试样在常温的弹性应变可达14%。在1000℃下试样的压缩率和回弹率分别达到19%和85%。在常温下的热导率仅为0.0728W/m~2K。3.经过对两种体系的材料的显微结构的观察发现，硅硼溶胶体系经1200℃烧结后，比硅溶胶体系经1100℃烧结后得到的二氧化硅相与纤维在搭接处连接效果好。4.两种体系均表现出了非脆性断裂特性。所测试的压缩曲线分为三个阶段：线性阶段、平台阶段和压实阶段。线性阶段的变形主要由于纤维的弹性弯曲产生的。平台阶段会有部分孔壁遭到破坏。压实阶段最后使得孔壁与孔壁接触。